JPH0871531A - 免疫測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高精度かつ迅速な免疫測定を自動的に行うこ
とのできる免疫測定装置を提供する。 【構成】 免疫測定対象微生物を含む試料液のろ過部１
０１と、濃縮液生成部１０２と、免疫測定対象微生物を
反応液中に回収する回収容器１０３と、回収された微生
物の超音波破砕を行って微生物内の抗原を反応液中に拡
散させる超音波破砕部１０５とにより構成される前処理
装置と、反応液中の抗原とその抗体とを抗原抗体反応さ
せる免疫反応装置１１１と、免疫反応により生成した抗
原抗体複合体と発光試薬とを反応させる発光反応装置１
１５と、免疫測定に用いる器具の移動装置と、各装置を
制御して微生物の免疫測定を自動化する制御部とを備え
た免疫測定装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は免疫測定装置に関し、特
に、免疫測定を自動化した免疫測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】抗原量または抗体量を測定する定量法で
ある免疫測定法は、測定対象と測定方法と反応形式等に
基づいて様々な免疫測定法に分類できるが、その原理は
抗体抗原反応に基づいている。

【０００３】従って、ラジオアイソトープを用いない非
放射性免疫測定法や非標識免疫測定法は、最終的な測定
系が異なるだけで各免疫測定法の操作には、それほど大
きな違いはない。

【０００４】このような免疫測定は種々の分野で求めら
れている。以下に免疫測定を大腸菌群の測定に応用する
例を挙げる。

【０００５】我が国では下水処理場において処理された
放流水中の大腸菌群数は３０００個／(ml)以下でなけれ
ばならないと定められている（下水道法）。

【０００６】そのため、各下水処理場では処理水を最終
的に塩素と接触させて滅菌した後、放流するようにして
いる。現在、大腸菌群数の定量試験としては、デスオキ
シコール酸塩培地による平板培養法、最確数法（ＭＰＮ
法）、メンブレンフィルタ法などがある。このうち下水
の水質の検定方法に関する省令および環境庁長官が定め
る排水基準に係わる検定法では、デスオキシコール酸塩
培地による平板培養法が、また、水質汚濁に係わる環境
基準では、最確数法（ＭＰＮ法）が公定法として定めら
れている。

【０００７】デスオキシコール酸塩培地による平板培養
法（以下、デソ法と記載する）は、市販されているデス
オキシコール酸塩培地を用い、平板培養したときに発生
する大腸菌群固有の定形型コロニーを求めることによっ
て測定対象中の大腸菌群数を求める方法である。その操
作手順を以下に示す。

【０００８】（１）シャーレ２枚以上に試料名と希釈倍
率を記入する。この場合、培養後の１シャーレ内のコロ
ニー数が３０〜３００個の範囲に入るように数段階の希
釈試料について培養する。

【０００９】（２）メスピペットを用いて試料を１(ml)
正しく取り、無菌的にそれぞれのシャーレに入れる。

【００１０】（３）約４５℃に保温したデスオキシコー
ル酸塩培地を１０(ml)づつ無菌的にそれぞれのシャーレ
に加える。

【００１１】（４）寒天が固まらないようにシャーレを
注意しながら前後左右に回転しながら試料と培地を十分
に混和し、シャーレ一面に良く分散させた後、水平板上
に静置し放冷する。

【００１２】（５）さらに培地５〜１０(ml)を加え重層
させる。

【００１３】（６）培地が完全に固まったらシャーレを
逆さまにして３５〜３７℃で１８〜２０時間培養する。

【００１４】（７）培養後、赤色〜深紅色を呈する定形
型コロニー（円形状または米粒状）を計数し、試料１(m
l)中の大腸菌群数を求める。尚、疑わしいコロニーにつ
いて白金耳でＢＧＬＢ発酵管に接種後、３５〜３７℃で
４８時間培養し、ガス発生のあったものは大腸菌群陽性
とする。

【００１５】現在、大腸菌群の測定を短時間で行うとと
もに、測定を自動化して省力化を図ることが望まれてい
るが、上記デソ法は操作が煩雑で熟練を要するばかりで
なく、測定結果がでるまでに１８時間以上要するので、
今までその測定結果を塩素の注入指標にすることができ
なかった。従って、現状では適正な塩素の注入量制御が
行われていないのが実状である。

【００１６】そこで、測定の自動化を行って省力化及び
測定時間の短縮が望まれているが、上記測定方法では自
動化が困難であるうえ、１８〜２０時間程度の培養を必
要とするので、原理的に測定時間をこれ以上短縮するこ
とは不可能である。

【００１７】従って、免疫測定を応用して大腸菌群の測
定を自動化するとともに、測定時間を短縮することが望
まれている。

【００１８】このように、大腸菌群の測定にとどまら
ず、種々の分野に免疫測定を応用するために、短時間で
かつ自動的に測定を行うことができる免疫測定装置が求
められている。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の免疫測
定方法では測定に長時間を要するとともに、自動化を図
ることは困難である。

【００２０】そこで、本願の出願人は先に特願平４−１
１２４７８号、特願平４−１１２４７９号に等におい
て、抗体結合固相調製法により、抗体を結合した試験管
（回収容器）を抗原抗体反応の反応容器とした免疫測定
方法を提案した。

【００２１】尚、上記抗体を結合した反応容器は、ポリ
スチレン製の試験管に予め溶液中の測定対象抗原のみに
特異的に反応する抗体を結合させた抗体結合固相を調製
して抗体を結合させることにより得られる。以下にその
概要を示す。

【００２２】図４１にマーカー（特に酵素）標識抗体、
発光物質及び抗体結合した試験管による発光免疫測定法
による溶液中の微量な抗原量の測定手順を示す。尚、上
記抗体を結合した試験管は、ポリスチレン製の試験管に
予め溶液中の測定対象抗原のみに特異的に反応する抗体
を結合させた抗体結合固相を調製して抗体を結合させる
ことにより得られる。

【００２３】（１）試験管に、測定対象抗原を含む溶液
を一定量分注する。

【００２４】（２）一定温度で一定温時間インキュベー
ション（定温放置）する。

【００２５】（３）酵素標識抗体を器具を用いて手作業
で（２）に一定量分注する。

【００２６】（４）一定温度で一定時間インキュベーシ
ョンする。

【００２７】（５）この試験管を洗浄する。

【００２８】（６）酵素標識抗体と反応して化学発光す
る発光試薬溶液を（５）に一定量分注する。

【００２９】（７）（６）での化学発光量をセンサで検
出する。

【００３０】上記（２）の操作では抗体抗原反応により
抗体結合固相に抗原が結合し、上記（４）の操作では抗
体−抗原−酵素標識抗体というサンドイッチ構造の複合
体が形成される。

【００３１】（７）の操作においては抗体−抗原−酵素
標識抗体というサンドイッチ構造の複合体と発光試薬と
の反応による化学発光の発光量を定量している。その発
光量と、予め求めておいた酵素標識抗体濃度と発光量の
検量関係とから、抗体−抗原−酵素標識抗体の濃度（す
なわち溶液中の抗原濃度）を定量できる。

【００３２】このように免疫測定を行う際には溶液の定
量が重要となり、測定に用いる容器としては精度が高
く、取り扱いが容易なものを用いることが好ましい。

【００３３】試料液を入れる容器としては、ビーカ、三
角フラスコ、またはこれらに近い形の容器が市販されて
おり、入手も容易なので免疫測定の一部またはすべての
測定を自動化した装置ではこれらの容器を使っている。

【００３４】また、免疫測定では抗原抗体反応を利用し
て微生物の定量を行う。その際に免疫測定に十分な濃度
にまで試料液を濃縮する必要がある。従来の濃縮過程の
説明図を図４２に示す。

【００３５】この図に示されるように、まず濃縮する試
料液を濃縮機にセットしたフィルタ４にかけて減圧ろ過
し、ろ過によって生物（主に微生物、以下、ろ過対象と
なる生物を一括して微生物と記載する）を捕獲したフィ
ルタ４をビーカ５に入れる。さらに緩衝液とビーズ２と
を入れて振とう器６で振とうし、フィルタ５についてい
る微生物を洗い落として緩衝液中に分散して回収する。

【００３６】その後に、微生物が回収された緩衝液を別
の容器に移して濃縮液とする。この際、もとの試料液と
緩衝液との比率により濃縮倍率が定まる。通常はもとの
試料液と緩衝液との比率をそのまま濃縮倍率とする。

【００３７】このような免疫測定方法によれば、大腸菌
群等の測定を２時間程度で行うことも可能である。

【００３８】しかし、上記のような短時間でできる免疫
測定は手作業で行わざるを得ない。このように人的操作
がなされるかぎり、偶然誤差や系統的誤差が必ずつきま
とうので測定精度のバラツキや測定精度の向上に限界が
ある。

【００３９】特に、標識マーカー（特に酵素）と発光物
質及び抗体結合固相を用いた発光免疫測定法による溶液
中の微量な抗原量の測定は複雑で煩雑な手順からなり、
高い精度を得ることは困難である。

【００４０】従って、免疫測定を自動化して測定精度を
高くすることが求められている。現在、免疫測定の一部
は汎用の装置によって自動化できるものもあるが、これ
らの装置においては以下のような課題が挙げられる。

【００４１】（ａ）発光分析時には反応温度が重要であ
り、反応中の温度を調製することが求められている。し
かし、通常のヒータや冷却器では装置構成が大きいうえ
にコストも高い。更に温度調製を自在に行うことは困難
である。

【００４２】（ｂ）測定に用いる回収容器（試験管等）
やノズル等を移動させる移動装置が必要であるが、通常
の移動装置において、移動対象をピックアップするピッ
クアップ部では、試験管がピックアップされたかどうか
を検出することが重要である。

【００４３】その検出方法として、センサを設置して、
移動装置がセンサの設置位置を通過する際に移動対象が
ピックアップされているかどうか判定する方法が挙げら
れる。

【００４４】しかし、この方法では移動装置がセンサの
設置位置を通過した後に試験管が落下した場合でも、試
験管はピックアップされていると判定してしまう。

【００４５】また、ピックアップ部に直接接触式のセン
サを取り付ける方法では、センサ取り付けのためのスペ
ースが必要となるうえ、ピックアップ部の構造も複雑な
ものとなってしまう。

【００４６】（ｃ）ピックアップ部では、ピックアップ
部材によって試験管等の移動対象をはさみこんで移動す
る際に、移動対象をしっかり保持する必要がある。より
確実に保持するためにはピックアップのはさみこむ力を
高くしたり、ピックアップ部材の形状及び素材をマッチ
ングさせることが重要であり、保持力を高くすることが
求められている。 特に、ピックアップ部の駆動源として通常空気圧等が用
いられているが、細かい制御を行うにはステッピングモ
ータを駆動源とすることがある。この場合にはピックア
ップ部材の開閉をパルス制御で行こととなる。すると、
試験管の微妙な外形変化にピックアップ部材の開閉が追
いつかず、移動対象が落下する場合がある。

【００４７】（ｄ）抗原抗体反応を行うにあたっては、
振とう対象の位置を検出することが必要である。

【００４８】例えば振とう振とう器によって試験管等を
振とうする場合、振とうし後に試験管を再度移動した
り、試験管内の液体を抽出したりする必要がある。この
際振とう後の試験管の位置を検出することが必要であ
る。

【００４９】従って、試験管の位置を十分な精度で検出
でき、かつ装置構成が小さくコストも低い振とう器が求
められている。

【００５０】また、酵素免疫測定法では液体中の微生物
量を測定する過程でＢ／Ｆ分離を行う必要がある。ここ
でいうＢ／Ｆ分離とは、抗原抗体反応の結果抗原と抗体
が結合して生じた結合型の部分（bound,B）と結合して
いない遊離型の部分（free,F:未反応物）とを物理的に
分離する必要がある。

【００５１】（ｅ）ビーカや三角フラスコ等の容器はガ
ラスでできているので、大きさが均一ではない。このた
め、免疫測定を行う際には、大きさの誤差を吸収できる
ようにクリアランスをとっておく必要がある。特に、免
疫測定を自動化する際には均一な容器を用いる必要があ
る。

【００５２】（ｆ）人間がろ過の操作を行うことは難し
いことではないが、現状のままでは自動化の要求に応え
られない。それは、これらの器具が自動ができる形状・
機構になっていないためである。よって、自動化のため
の工夫された形状・機構が求められる。

【００５３】自動化のためには、ろ過膜（フィルター）
のろ過表面に付着した物質に影響を与えずにフィルター
を移動することが重要であり、また、フィルターの設
置、取り外しが簡単な機構をもつろ過器具も必要とな
る。

【００５４】この際、液漏れが起こらないようにする必
要がある。また、ろ過された物質はフィルター表面に捕
獲されるが、この物質を試料液中に取り出すための器具
や機構が必要である。

【００５５】更に、現在使用している機器には精度の点
で難点がある。

【００５６】図４３に一般的なビーカの断面図を示す。
このように、通常ビーカの底は中心部分がもり上がって
いて、「上げ底」になっている。一方、底の壁面側も曲
っており、溶液を入れた場合には図４２のようになる。
更に、これらの形状はビーカによってまちまちである。

【００５７】このような容器中の液体を別の容器に次々
と分散していく動作を自動化すには、ノズルによる分取
が考えられる。これは、吸引部材（スポイト等）を液体
（溶液等）の入った容器内に入れて吸引部材の先端を溶
液に浸して吸引し、移動先の容器内に注入するものであ
る。

【００５８】このとき、容器の大きさや底の形状が容器
によりまちまちになっていると、ノズルをある程度余裕
がある高さまでしか下げることが出来ないので、容器の
底に分取できない液体が残る。

【００５９】この残量は容器の底面積に比例して大きく
なるので、容器の底面積は小さいことが好ましいが、吸
引を確実に行うためには底面積が大きい広口の容器を用
いて吸引部材の位置決めを容易にする必要があり、これ
らを両立する事は困難である。

【００６０】また、濃縮工程においては決められた数の
ビーズをビーカ内に出し入れする必要があるが、この工
程は繁雑なうえ時間がかかる。特に、免疫測定装置によ
って免疫測定を自動化するにあたっては、この工程の自
動化はコストがかかる。

【００６１】更に、容器を振とうして緩衝液中に微生物
を回収した後に濃縮液を抜き取る際には、吸引用のノズ
ルをロボット等で操作するが、ビーカ内のビーズにノズ
ル先端があたりノズルを破損したり濃縮液を完全に抜き
取れない可能性がある。

【００６２】これは、振とう操作をした後ではビーズが
どの位置にあるかが不確定なことに起因する。このよう
なことをなくすためには、振とう後ビーズを取り除けば
良いが、これを機械化するには非常にコストがかかる。

【００６３】本発明は上記背景の下になされたものであ
り、溶液中の微量な物質を最適条件で分析することがで
き、かつ手作業による免疫測定における偶然誤差や系統
誤差を抑制するとともに、手作業の煩雑さを極力排除し
た免疫測定装置を提供することを目的とする。

【００６４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、免疫測定対象微生物を含む
試料液から前記免疫測定対象微生物を反応液中に回収す
る回収部と、回収した微生物の超音波破砕を行って微生
物内の抗原を前記反応液中に拡散させる超音波破砕部
と、を有する前処理装置と、前記反応液中の抗原とその
抗体とを抗原抗体反応させる免疫反応装置と、免疫反応
により生成した抗原抗体複合体と発光試薬とを反応させ
る発光反応装置と、免疫測定に用いる器具の移動装置
と、前記各装置を制御して前記微生物の免疫測定を自動
化する制御部と、を備えた免疫測定装置を提供する。

【００６５】請求項２記載の発明は、請求項１記載の免
疫測定装置において、前記回収部は、前記試料液をろ過
して前記微生物をろ過膜に捕獲するろ過部と、前記ろ過
膜に捕獲された微生物を反応液中に拡散させて濃縮液を
生成する濃縮液生成部と、を有し、前記超音波破砕部
は、前記濃縮液が注入される第１の回収容器と、超音波
発生部とを有し、前記免疫反応装置は、その内壁に抗体
が固定されて固相抗体として作用する第２の回収容器
と、超音波破砕部にて生成される抗原が拡散された反応
液を所定量吸引して第２の回収容器に注入するノズル部
と、第２の回収容器に標識抗体を注入する標識抗体注入
部と、この第２の回収容器の振とう部とを有し、前記発
光反応装置は、前記第２の回収容器の洗浄部と、洗浄さ
れた第２の回収容器に発光試薬を注入する発光試薬注入
部と、発光反応測定部と、を有し、前記制御部は、前記
ろ過部で試料液がろ過されたことを検出し、前記移動装
置ににて前記ろ過膜を前記濃縮液生成部に移動させて前
記微生物濃縮液を生成し、前記第１の回収容器に濃縮液
が注入されたことを検出して超音波発生部を作動させ、
前記超音波破砕の終了を検出し、前記第１のノズルを作
動させて抗原が拡散された反応液を第２の回収容器に注
入させた後に、振とう器を作動させて第１反応を行い、
前記第１反応の終了を検出して前記標識抗体注入部を作
動させた後に前記振とう器を再度作動させて第２反応を
行い、前記第２反応の終了を検出し、移動装置によって
前記第２の反応容器を前記発光反応装置に移動させ、前
記洗浄部によって第２の回収容器を洗浄した後に発光試
薬注入部を作動させて発光試薬を前記第２の回収容器に
注入し、更に発光反応測定部を作動させて発光反応の測
定を行うことにより、前記微生物の免疫測定を自動化す
ることを特徴とする免疫測定装置を提供する。

【００６６】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載の免疫測定装置において、前記免疫反応装置は、抗
原抗体反応時の温度を適温に調製する温度調節器とし
て、電位差によって温度差を発生させるペルチェモジュ
ールを有することを特徴とする免疫測定装置を提供す
る。

【００６７】請求項４記載の発明は、請求項１または２
記載の免疫測定装置において、前記移動装置は、移動対
象を挟み込んで保持する複数のピックアップ部材を有す
るとともに、少なくとも２つのピックアップ部材間にお
ける電気抵抗値を検出して、その値が前記２つのピック
アップ部材が前記移動対象を挟み込んだ状態での値であ
るか否かを検出することにより、前記移動装置に前記移
動対象が保持されているか否かを判定する判定部を有す
ることを特徴とする免疫測定装置を提供する。

【００６８】請求項５記載の発明は、請求項１または２
記載の免疫測定装置において、前記移動装置は前記移動
対象を挟み込んで保持する複数のピックアップ部材を有
するとともに、少なくとも２つのピックアップ部材間に
おける静電容量を検出して、その値が前記２つのピック
アップ部材が前記移動対象を挟み込んだ状態での値であ
るか否かを検出することにより、前記移動装置に前記移
動対象が保持されているか否かを判定する判定部を有す
ることを特徴とする免疫測定装置を提供する。

【００６９】請求項６記載の発明は、請求項２記載の免
疫測定装置において、前記免疫反応装置は、前記第２の
回収容器の設置部と、前記設置部に設けられた遮光板
と、前記遮光板に対して光線を照射する光源と、第２の
回収容器の位置決め部とを有し、前記振とう部は前記設
置部を振とうして振とうを行い、更に、前記位置決め部
は、前記遮光板の透過光の透過パターンを測定するとと
もに、測定した透過パターンが予め定められた透過パタ
ーンと一致するように前記設置部をの停止位置を決定す
ることで、第２の回収容器の位置決めを行うことを特徴
とする免疫測定装置を提供する。

【００７０】請求項７記載の発明は、免疫測定に用いる
容器であって、容器の壁面となる筒状体と、水平面に対
して傾斜角をなすように設けられた平坦な底板とからな
り、この容器内の液体量が一定量より少なくなると、液
体が底面の最下部近辺に集中するようにしたことを特徴
とする免疫測定用容器を提供する。

【００７１】請求項８記載の発明は、免疫測定に用いる
容器であって、前記免疫測定用容器の底面に凹部を設
け、この容器内の液体量が一定量より少なくなると液体
が前記凹部に集中するようにしたことを特徴とする免疫
測定用容器を提供する。

【００７２】請求項９記載の発明は、請求項８記載の免
疫測定用容器において、前記容器の底面は水平面に対し
て傾斜角をなすとともに、前記凹部をその最下点に設け
たことを特徴とする免疫測定用容器を提供する。

【００７３】請求項１０記載の発明は、ろ過膜に捕獲さ
れた微生物を液体と混合させる微生物回収用部材であっ
て、前記微生物が捕獲されたフィルタと接触して微生物
を分散させる複数のビーズ体と、ホルダ部と、前記各ビ
ーズ体にそれぞれ設けられ、前記ホルダ部と前記各ビー
ズ体とをつなぐ紐部とを有することと特徴とする微生物
回収用部材。を提供する。

【００７４】請求項１１記載の発明は、ろ過膜に捕獲さ
れた微生物を液体と混合させる微生物回収用部材であっ
て、前記微生物が捕獲されたフィルタと接触して微生物
を分散させる分散板と、前記分散板に対して垂直方向に
取り付けられたホルダ部を有する円板部と、を有し、前
記分散板は複数の孔部を有することと特徴とする微生物
回収用部材を提供する。

【００７５】請求項１２記載の発明は、請求項２記載の
免疫測定装置において、前記第１及び第２の回収容器と
して請求項７または８または９記載の容器を用いるとと
もに、前記第１及び第２のノズルを前記免疫測定用容器
の最下点に位置決めする位置決め部を有することを特徴
とする免疫測定装置を提供する。

【００７６】請求項１３記載の発明は、請求項２記載の
免疫測定装置において、請求項１０記載の微生物回収用
部材を有し、前記第１の回収容器内で、この微生物回収
用部材のビーズ体を前記反応液中にて前記ろ過膜と接触
させて前記微生物と前記反応液とを混合させることを特
徴とする免疫測定装置を提供する。

【００７７】請求項１４記載の発明は、請求項２記載の
免疫測定装置において、請求項１１記載の微生物回収用
部材を有し、前記第１の回収容器内で、この微生物回収
用部材の分散板を前記反応液中にて前記ろ過膜と接触さ
せて前記微生物と前記反応液とを混合させることを特徴
とする免疫測定装置を提供する。

【００７８】

【作用】請求項１及び２記載の免疫測定装置によれば、
制御装置によって移動装置等が制御されて自動的に免疫
測定が行われるので、人為的な誤差を極力排除した免疫
測定が行なわれる。特に、大腸菌群の測定等のような迅
速かつ高精度な測定を行うのに適しており、迅速な測定
がなされる。

【００７９】請求項３記載の免疫測定装置では、抗原抗
体反応部に抗原抗体反応時の温度を適温に調製する温度
調節器として、電位差によって温度差を発生させるペル
チェモジュールを設けることで、反応温度による測定の
バラツキが抑制される。特にペルチェモジュールを用い
ることによって小さな装置構成で容易に温度調製がなさ
れる。

【００８０】請求項４記載の免疫測定装置では、前記格
納容器を挟み込んで保持する複数のピックアップ部材を
有するとともに、少なくとも２つのピックアップ部材間
における電気抵抗値を検出して、その値が前記２つのピ
ックアップ部材が前記格納容器を挟み込んだ状態での値
であるか否かを検出することにより、前記移動装置に前
記格納容器が保持されているか否かを判定する判定部を
前記移動装置に設置している。

【００８１】このような構成とすることで、格納容器が
移動装置に保持されているかどうかを容易かつ正確に判
定することができる。

【００８２】また、上記構成では電気抵抗を検出した
が、請求項５記載の免疫測定装置のように、静電容量を
検出してもよい。

【００８３】請求項６記載の免疫測定装置では、前記抗
原抗体反応部において、前記格納容器の設置部と、前記
設置部を振とうして前記格納容器の振とうを行う振とう
器と、前記設置部に設けられた遮光板と、前記遮光板に
対して光線を照射する光源と、位置決め部とを有し、前
記位置決め部は、前記遮光板の透過光の透過パターンを
測定するとともに、測定した透過パターンが予め定めら
れた透過パターンと一致するように前記設置部を移動さ
せている。

【００８４】特に、格納容器としては通常は試験管のよ
うに開口部の面積が小さいものを用いるので、試薬や洗
浄液を自動的に注入する場合には試験管の位置決めを正
確に行うことが重要となるが、このような構成によれ
ば、抗原抗体反応部における格納容器の位置決めを容易
かつ正確に行うことができる。

【００８５】請求項７記載の発明では、免疫測定用容器
の底面を水平面に対して傾斜角をなすように設けている
ので、容器内の液体が少なくなると底面の最下部に液体
が集まる。

【００８６】前述のように、容器中の液体をノズルやス
ポイト等で吸引回収する場合、容器の底面から一定の高
さまでの分の液体は吸引しきれない。従って、円柱状の
容器の場合、残液は円柱状に残り、通常は以下のように
定まる。

【００８７】残液量＝（容器の底面積）×（液高） しかし、このように底面を傾けることで、上式における
容器の底面積には液面の面積が対応し、実質上底面積が
小さくなったことに相当する。また、容器の形状にもよ
るが残液は円柱状には残らないので更に残液量は少なく
なる。

【００８８】従って、このように底面に傾斜角をつける
ことでその残量が少なくなる。

【００８９】請求項８、９記載の発明では、ともに免疫
測定用容器の底面に凹部を設け、この容器内の溶液量が
一定量より少なくなると溶液が前記凹部に集中するよう
にしている。特に、請求項９記載の発明では底面に傾斜
をつけている。

【００９０】底面が水平面である場合には、溶液が底面
の一部に吸着して凹部にの到達しない場合があるが、傾
斜をつけたことで、このようなことは殆ど発生しない。

【００９１】請求項１０記載の発明は、微生物を分散さ
せる複数のビーズ体とホルダ部とを紐部によりつないで
いるので、ビーズ体はホルダ部とともに除去される。従
って従来のようにビーズの１つ１つを手作業により除去
するという繁雑な作業が不要となる。

【００９２】請求項１１記載の発明は、微生物が捕獲さ
れたフィルタと接触して微生物を分散させる分散板を用
いているので、微生物の除去を容易に行うことができ、
ビーズの除去作業のような繁雑な作業が排除される。

【００９３】請求項１２記載の発明は、請求項２記載の
免疫測定装置において、請求項７または８または９記載
の免疫測定用容器を用いている。従って、溶液を吸引回
収する際に前記ノズル部を前記免疫測定用容器の最下点
に位置決めすることで、残液の量を少なくすることがで
き、溶液の回収率が高くなる。従って、精度の高い測定
がなされる。

【００９４】請求項１３記載の発明は、請求項２記載の
免疫測定装置において、請求項１０記載の微生物回収用
部材を用いているので、従来は自動化が困難であった微
生物回収工程が自動化される。

【００９５】請求項１４記載の発明は、請求項２記載の
免疫測定装置において、請求項１１記載の微生物回収用
部材を用いているので、従来は自動化が困難であった微
生物回収工程が自動化される。

【００９６】

【実施例】

実施例１ 本実施例に係る免疫測定装置の要部構成を図１に示す。
なお、移動装置及び制御装置は図示省略した。

【００９７】この免疫測定装置は、ろ過部１０１と、濃
縮液生成部１０２と、超音波破砕部１０５からなる前処
理装置１０６を有し、また、免疫反応装置１１１、発光
反応装置１１６、及び図示省略した移動装置及び制御装
置を有する。

【００９８】超音波破砕部１０５は第１の回収容器１０
３、超音波発生部１０４を備え、免疫反応装置１１１は
ノズル部１０７、標識抗体注入部１０８、振とう部１０
９、第２の回収容器１１０を備える。この第２の回収容
器１１０の内壁には抗体が固定されており、固相抗体と
して作用する。

【００９９】発光反応装置１１５は洗浄部１１２、発光
反応測定部１１３、発光試薬注入部１１４を備える。

【０１００】以下、この免疫測定装置における制御部の
具体的な動作を説明する。

【０１０１】１．前処理装置１０６における動作 試料液がろ過部１０１にセットされたことを検出してろ
過部１０１を作動し、試料液中の微生物をろ過膜（フィ
ルター）上に捕獲する。その後、ろ過の終了を検出し、
濃縮液生成部１０２を作動する。作動された濃縮液生成
部１０２は、微生物の濃縮液を生成するとともに、生成
された濃縮液を第１の回収容器１０３に注入する。

【０１０２】濃縮液が注入されたことを検出した後に、
超音波発生部１０４を作動して超音波破砕を行う。

【０１０３】更に、超音波破砕の終了を検出し、移動装
置を制御してノズル部１０７を第１の回収容器内１０２
に移動させ、超音波破砕後の濃縮液（以下、反応液とす
る）を吸引させた後に第２の回収容器１１０内に移動さ
せて反応液をこの回収容器内に注入させる。

【０１０４】２．免疫反応装置１１１における動作 第２の回収容器１１０内に反応液が注入されたことを検
出し、振とう部１０９を作動させ、反応液内の抗原と第
２の回収容器内壁に固定された抗体とを反応させる（第
１反応）。

【０１０５】次に、第１反応の終了を検出した後に標識
抗体注入部１０８を作動して第２の回収容器１１０内に
標識抗体を注入し、再度振とう部１０９を作動して抗原
抗体反応を進行させる（第２反応）。

【０１０６】３．発光反応装置１１６における動作 上記第２反応が終了したことを検出し、移動装置によっ
て第２回収容器１１０を洗浄部１１２に移動させ、反応
液の除去及び洗浄を行う。そして、発光反応測定部１１
３に第２の回収容器を移動させる。

【０１０７】次に、発光反応試薬注入部１１５を作動さ
せて発光試薬を第２の回収容器１１０に注入し、発光反
応測定部１１３にて発光反応を測定させる。

【０１０８】制御装置によってこのように制御を行うこ
とで、免疫測定を迅速かつ高精度に行うことができる。

【０１０９】実施例２ この実施例では前処理装置におけるろ過部の詳細を説明
する。

【０１１０】図２にろ過部を示す。

【０１１１】ろ過器２０１と吸引フラスコ２０５を管で
接続しておく。フラスコ内は減圧ポンプ（図示せず）に
より減圧状態にすることができる。ろ過器にろ過膜２０
２（フィルター）をセットして、測定する試料液を注
ぐ。

【０１１２】コック２０６を開けるとろ過が始まる（フ
ィルターのメッシュの大きさは測定物質より小さいもの
を選ぶ）。免疫測定装置にてはこれらの減圧ポンプの作
動及びコック２０６の開閉は制御装置で制御する。

【０１１３】人間がろ過操作を行う場合、ろ過が終了し
たことを確認した後に、フィルターをビーカに移してガ
ラスビーズ２０３と少量の液を入れて振とう器２０４で
振とうさせる。フィルターの表面に付着した測定物質は
ガラスビーカでこすられてフィルター表面から遊離して
液中に分散する。この液を回収すれば測定物質の濃縮液
ができる。（参考文献：日本ミリポア・リミテッド、メ
ンブランフィルターによる微生物の簡易検査 技術文献
（１９９２），山口辰良、一般微生物学、技報堂ｐ１５
（１９６８） しかし、免疫測定装置にて自動測定を行う場合には、フ
ィルター（ろ過膜）の保持及び移動を人力を用いずに行
わねばならない。

【０１１４】この実施例では、フィルター保持装置（フ
ィルター吸着器）によってフィルターを保持し、移動装
置によってフィルター保持装置を移動することにより、
フィルターを所定の場所に移動している。このフィルタ
ー保持装置の構造を図３、図４、図５に示す。図３は図
４のＡＢＣ断面図、図５は図３を右横方向から見た図で
ある。

【０１１５】このフィルター保持装置では、フィルター
を負圧で吸い付けて移動させる。

【０１１６】３１１は空気を吸引するための管をコネク
ターで接続するためのコネクタ穴であり、空気は、Ｂ点
を中心として円周上にあいている空気の導入孔１３から
入り、通風口１２に入って、さらに、コネクターで接続
された管の先の減圧ポンプ（真空ポンプ）に接続される
（図示省略）。

【０１１７】また、移動装置がフィルター保持装置を容
易につかめるように、フィルター保持装置にピックアッ
プ受け１６を設けた。これらを板１５がつなげている。

【０１１８】フィルターを捕獲する場合には、フィルタ
ーをＤ−Ｄ’面で吸着する。Ｄ−Ｄ’面は図６、図７、
図８の形状とした。図６の形状では、直径１ｍｍの導入
孔６１３が２０個開けてある。図７の形状では、半径
１.５ｍｍの半円の導入孔７１３が２０個開けてある。
図８の形状では、１ｍｍ幅の溝８１３を円周上に構成し
空気の導入孔としている。

【０１１９】図３のフィルター保持装置は図６の形状を
採用しており、、その空気導入孔部分を拡大したものが
図９である。

【０１２０】図１０は、図６のＥ−Ｅ’断面図、図１１
は吸着するフィルターを立体的に模した図である。

【０１２１】まず、直径４７ｍｍ、厚さ０．４μｍのフ
ィルターを使って図６、図７、図８に示した３つの形状
の空気導入孔を比較した。

【０１２２】

【表１】

【０１２３】実験の結果、図６の形状のとき、フィルタ
ーの捕獲・解放が一番安定していた。

【０１２４】図１０は、フィルターを吸着している状態
である。一方、図１１のように、ろ過操作をしたあとの
フィルター表面には、測定物質１１０１が付着してい
る。フィルター保持装置は、フィルターと一定間隔を保
つための空間１４を設けて、これらの物質に直接触れな
いようにしている。

【０１２５】また、移動装置のピックアップがつかみ易
いように、ピックアップがつかむためのピックアップ受
け１６を用意した。このようなフィルター保持装置によ
って、フィルターを確実に、かつフィルターに捕獲され
た物質に触れることなく、そのままの状態で保持するこ
とができる。

【０１２６】特に、免疫測定装置にてはこのフィルター
保持装置を制御装置によって制御してフィルターを捕
獲、解放するとともに、移動装置を制御してこのフィル
ター保持装置を移動装置によって移動させることで、フ
ィルターの移動及び捕獲、解放を人力を用いずに自動的
に行うことができる。

【０１２７】実施例３ 免疫反応装置及び発光反応装置の装置構成を図１２〜図
１９に示す。尚、図１２〜図１９において、１は試験管
立て置き場（回収容器の保管部）、２は試験管（回収容
器）、３はターンテーブル（振とう器）、４は試験管移
動装置（移動装置；試験管移動ロボット）５は温度調節
器、６は分注装置（発光試薬注入部）、７はバルブ、８
はノズル及びノズル台、９は洗浄部、１０は暗箱、１
１，１２はシャッタ、１３はセンサ、１４は制御装置を
それぞれ示す。

【０１２８】暗箱１０、シャッタ１１，１２及びセンサ
１３によって発光反応装置が構成される。

【０１２９】図１２において、固相抗体を結合させた反
応容器を兼ねる試験管２（図示省略）に測定対象抗原を
含む溶液を一定量分注して図示を省略した試験管立てに
入れる。その試験管立てを試験管立て置き場１に置く。
その後、免疫測定装置にて以下の免疫測定操作を自動的
に行う。

【０１３０】試験管立て置き場１に置かれた試験管２を
図１２中に示される移動装置４によってターンテーブル
３に一本ずつ運んで設置する。この操作は制御装置によ
ってなされる。

【０１３１】図１３にこのターンテーブル３の上面図を
示す。この図に示されるように、この試験管立てには複
数の試験管２を立てることができる。

【０１３２】図１４に試験管２が設置されたターンテー
ブルの説明図を示す。ターンテーブル３に設置された各
試験管２は一定時間インキュベーションされる（第１反
応）。このインキュベーション中に、図示省略した駆動
装置によってターンテーブル３の正転と逆転を繰り返す
ことにより各試験管２を振とうさせる。

【０１３３】この際、図１４に示されるようにターンテ
ーブル２に内蔵されている温度調節器５を作動させて各
試験管２の温度を一定に保る。測定ごとに反応時の温度
が異なると測定制度が低くなる。これら試験管の振とう
及び温度制御はターンテーブル制御部にて行う。

【０１３４】インキュベーションの終了後、図１７に示
される分注装置６と図５に示されるバルブ７とを作動し
て、ノズル８から標識抗体溶液を分注する。

【０１３５】第１反応と同様にターンテーブル３に置か
れた各試験管２を再度一定時間インキュベーションする
（第２反応）。

【０１３６】第２反応の終了後、図１７に示される洗浄
部９により各試験管２を一本づつ洗浄する。

【０１３７】洗浄後の各試験管２に標識抗体と同様に発
光試薬溶液を分注する。上記試薬の及び試薬の注入、及
びインキュベーションを試薬注入制御部にて行う。その
後に制御装置によって移動装置４を作動させ、各試験管
２を一本すつ外光を遮断した暗箱１０へ移動する。この
暗箱を図１８に示す。

【０１３８】図１８に示されるように、測定時には制御
部によって暗箱１０の上部のシャッタ１１を閉じて暗箱
１０の側面に取付けてあるセンサ１３（光電子増倍管）
のシャッタ１２を開き、センサ１３により化学発光量を
測定する。

【０１３９】化学発光量を測定した後に、移動装置を制
御装置によって作動させ、各試験管２を試験管立て置き
場１に置かれた試験管立てに戻す。

【０１４０】このようにしてこれら一連の自動操作が図
１９の制御装置１４で制御され、自動測定が行われる。

【０１４１】次に、上記免疫測定装置における各部の構
成例（または変形例）を説明する。 （Ａ）温度調節器の変形例 図１４に示される温度調節器５はヒータを用いた例であ
るが、反応によっては冷却が必要となることがある。こ
の変形例にては、ペルチェモジュールを用いた温度調節
器の構成を示す。

【０１４２】図２０に温度調節器の概略構成図を示す。
この温度調節器はペルチェモジュール１５、冷却フィン
１６、モータ１７、ファン１８、温度センサ１９、温度
コントローラ２０によって構成されており、ターンテー
ブル３の試験管設置部２１の下部に設置されている。

【０１４３】ペルチェモジュールは電位差によって温度
差を生じる素子であり、試験管設置部２１が適温になる
ように、温度コントローラ２０によって以下のようにそ
の電位差を制御する。

【０１４４】温度コントローラ２０は、温度センサ１９
によって試験管設置部２１の温度を測定し、その温度が
目標値より低いと判断した場合にはペルチェモジュール
の試験管設置部２１側が高温になるようにその電位差を
制御する。

【０１４５】試験管設置部２１の温度が目標値よりも高
い場合には、ペルチェモジュールの試験管設置部２１側
が低温になるようにその電位差を制御する。しかし、ペ
ルチェモジュールの冷却フィン側の温度が目標値よりも
高い場合は電位差を制御しても試験管設置部２１の温度
を目標値まで冷却することはできない。

【０１４６】この場合にはモータ１７を駆動して冷却フ
ィン１６を回転させるとともに、ファン１８を駆動して
冷却フィン１６を冷やしてその温度が目標値より低くな
るようにする。

【０１４７】（Ｂ）試験管移動装置（移動装置）の構成
例及び試験管（回収容器）の構成例 この構成例ではピックアップ部を２つの部材（ピックア
ップ部材ａ，ｂ）で構成し、各部材の電気的な状態（例
えば静電容量や抵抗値）を検出して試験管がピックアッ
プされているか否かを検出した。図２１にその１構成例
を示す。

【０１４８】図２１において、２１０１はピックアップ
部材ａ、２１０２はピックアップ部材ｂ、２１０３はピ
ックアップ部材ａに取り付けられたリード線、２１０４
はピックアップ部材ｂに取り付けられたリード線、２１
０５〜２１０６は試験管、２１０８，２１０９は絶縁体
を示す。

【０１４９】この例では、ピックアップ部材２１０１，
２１０２は試験管（回収容器）をピックアップしていな
い状態では絶縁されている。

【０１５０】ここで、試験管をピックアップした状態で
ピックアップ部材ａ，ｂが導通されるような試験管を用
意し、この試験管を用いることによって、試験管をピッ
クアップしていない状態ではピックアップ部材ａ，ｂが
絶縁され、試験管をピックアップした状態ではピックア
ップ部材ａ，ｂが導通する。

【０１５１】従って、リード線２１０３，２１０４間の
抵抗値を調べることで、試験管がピックアップされてい
るか否かを容易に検出することができる。尚、この構成
例では特殊な試験管を用意したが、通常の試験管を用い
た場合でも、特殊な例を除いては、試験管をピックアッ
プした状態とピックアップしていない状態では、リード
線間の電気抵抗や静電容量は異なるので、その変化を検
出することによってピックアップの成否を検出すること
ができる。

【０１５２】また、試験管の形状としては図２３に示す
形状が挙げられる。

【０１５３】この構成例では、図２３（ｃ）に示すよう
に試験管の上部に試験管の中心部を通るように溝部を形
成した。このように溝部を形成することで試験管に弾性
が生じ、ピックアップ部材が試験管をはさみこむ力Ｆを
受けると円周面が内側に曲がってピックアップ部材の先
端に反力を返す。

【０１５４】このように外形変化によって生じる弾性
（あそび）により、試験管をピックアップする際の力Ｆ
が必要以上に強くなっても、過剰な力は外形変化によっ
て吸収され、ピックアップ部材が変形することは殆どな
くなる。駆動源としてパルスモータを用いている場合に
はパルス量を多くして力Ｆを大きくすることができる。

【０１５５】この溝がない場合には、素材自体の弾性し
か得られず、あそびが殆どないので力Ｆが大きくなる
と、過剰な力はすべてピックアップ部材にかかり、ピッ
クアップ部材の変形を招いてしまう。

【０１５６】また、試験管は中空となっているが、図２
３（ｂ）のように円柱体のように中実のものを移動対象
とする場合には、好ましくはその上部に垂直に孔部を形
成して溝を形成する。この溝は孔部よりも短くすること
が好ましい。

【０１５７】（Ｃ）振とう器の構成例 振とう器で試験管を振とうした場合、試験管の移動等を
行うためには振とう後の試験管の位置を検出する必要が
ある。その検出方法としては、モータの回転軸に遮光板
を取り付け、フォトセンサ（光センサ）によってその遮
光状態を検出して試験管の位置を検出する方法が挙げら
れる。

【０１５８】図２４にその位置検出機構の１例を示す。

【０１５９】図２４において１３１はフォトセンサ、１
３２はきりかき付き円板（遮光板）、１３３はモータ、
１３４は回転台である。きりかき付き円板１３２は図１
４のように特定の一部のみ光線を透過するようになって
いる。また、きりかき付き円板１３２はモータの回転軸
に固定されているので、振とうを行うとモータとともに
回転する。

【０１６０】従って、振とう前の初期状態において光線
が透過するように調製しておけば、フォトセンサによっ
て光線が透過する状態でモータが止まるようにすること
で、回転台をつねに初期状態と同じ位置で停止させるこ
とができ、自動的に試験管も位置決めされる。

【０１６１】尚、図２５では初期状態で光線が透過する
構成としたが、透過光の状態によってモータの回転角が
検出できる構成であればよく、例えば遮光板を棒状とし
て試験管が位置決めされた位置にある状態では光源から
の光線が遮光され、他の状態で光線が透過してフォトセ
ンサで検出されるような構成としてもよい。

【０１６２】（Ｄ）洗浄部の構成例 洗浄部は図２６のように構成される。図２６において１
５１は三方バルブ、１５２はニードル、１５３は回収容
器（この例では試験管）、１５４は洗浄液供給管、１５
５は吸引管である。

【０１６３】試験管を洗浄するには洗浄液供給管１５４
からニードル１５２を通じて洗浄液を試験管１５３に注
入し、洗浄を終えた後に試験管１５２中の洗浄液を廃液
としてニードル１５２を通じて吸引管１５５から吸引除
去する。

【０１６４】しかし、１本のニードルを使って洗浄液の
分離及び吸引を行う場合、三方バルブからニードルの先
端までが未反応物で汚染されてしまい、正常なＢ／Ｆ分
離を行うことは困難になる。このため、測定精度が低く
なってしまう。

【０１６５】特に複数の試験管の洗浄を行う場合には、
ニードル１５２に付着した未反応物が他の試験管の洗浄
液中に溶解し、測定精度が低くなる。

【０１６６】この構成例では図２７に示すように洗浄液
注入用のニードル１６４、洗浄液吸引用のニードル１６
５をそれぞれ用意してそれぞれ洗浄液注入及び洗浄液吸
引を行うようにした。洗浄液注入時及び吸引時の拡大図
を図２８に示す。

【０１６７】このように洗浄液の注入及び吸引をそれぞ
れ専用のニードルを用いて行うことで、未反応物による
洗浄液注入用ニードルの汚染を防ぐことができ、測定精
度も向上する。

【０１６８】実施例４ この実施例では免疫測定における微生物回収工程を容易
にし、かつ自動化にも適した微生物回収用部材を製造し
た。この部材は微生物を捕獲したフィルタから微生物を
回収するものであり、回収容器（例えばビーカ）内にフ
ィルタ及び回収液（通常は緩衝液）を入れ、この微生物
回収用部材を入れて振とうすることによって微生物の回
収を行う。

【０１６９】この微生物回収用部材の正面図を図２９に
示す。図２９は微生物回収用部材を示し、この微生物回
収用部材はホルダ３１、ビーズ３２及び糸３３からな
る。ホルダ３１には複数の糸３３が結束されており、各
糸の先端にはビーズ３２が固定される構造となってい
る。

【０１７０】この微生物回収用部材を用いて微生物の回
収を行った。まず、試料液を減圧ろ過して微生物をフィ
ルタ３４に捕獲する。次に図３０（ａ）に示すようにフ
ィルタ３４をビーカ３５に入れる。

【０１７１】さらに緩衝液と微生物回収用部材を入れて
振とう器３６で振とうし、フィルタ３５についている微
生物を洗い落として緩衝液中に分散して回収する。微生
物を緩衝液中に回収した後に微生物回収用部材を取り除
く。

【０１７２】従来はビーズは１つ１つ分離しており、一
挙に除去することはできなかった。これらビーズを入れ
たままで微生物を回収した緩衝液をノズル等によって吸
引する場合、図３０（ｂ）に示すようにノズル３７がビ
ーズと接触する恐れがあり、ノズル３７の破損が生じた
り、回収容器内に吸引しきれなかった溶液が残ってしま
うことがある。

【０１７３】このため、ビーズを手作業で取り除くこと
が必要である。従来はこの工程をビーズを１つ１つ手作
業で除去することにより行っており、非常に繁雑な作業
が必要とされた。

【０１７４】この実施例のような微生物回収用部材を用
いた場合には、すべてのビーズをホルダ３１ごと除去す
ることができる。従って、この工程を容易に自動化する
ことができる。

【０１７５】また、図３１に微生物回収用部材の変形例
を示す。この微生物回収用部材は、ピックアップ受け
（ホルダ）２０１に軸２０２を設け、この軸２０２に止
めわ２０３を介して孔あき円板２０４（分散板）を接合
したものである。

【０１７６】図２９の微生物回収用部材と同様に、図３
１の微生物回収用部材をフィルタ３４ともに振とうさせ
ることで、微生物を回収することができる。

【０１７７】この例ではホルダ３１及びピックアップ受
け２０１を円筒形として、ロボットの指に相当するピッ
クアップが容易につかめるようにした。免疫測定装置に
て自動測定を行う場合は、免疫測定装置の移動装置が微
生物回収用部材のホルダ３１もしくはピックアップ受け
２０１をつかんで微生物回収用部材をビーカ内に出し入
れする。

【０１７８】また、測定を自動化する場合には試料液や
緩衝液をノズル等によって吸引、注入するので、ノズル
のホルダ部も微生物回収用部材のホルダ部と同様に円筒
形状をしていることが好ましい。このようなノズルの断
面図及び移動装置のピックアップ断面図をそれぞれ図３
２（ａ）、（ｂ）に示す。

【０１７９】図３２（ａ）においてノズル３７及びホル
ダ３９は固定台３８によって固定されており、ホルダ３
９は微生物回収用部材のホルダ３１と同様の形状をして
いる。また、図３２（ｂ）において４０は移動装置のピ
ックアップ部を示す。このように、微生物回収用部材の
ホルダ３１及びノズルのホルダ３９の形状を統一するこ
とで、溶液の回収、注入を共通の移動装置で行うことが
できる。

【０１８０】実施例５ この実施例では免疫測定における溶液の吸引回収を容易
にし、かつ自動化にも適した免疫測定用容器を製造し
た。この免疫測定用容器は、実施例１における第１の回
収容器、第２の回収容器等に適用できる。

【０１８１】この免疫測定を行うには溶液の扱いが重要
であり、特に溶液を吸引回収する際には、容器内に回収
しきれないで残る残液の量をできるだけ少なくすること
が要求される。

【０１８２】（α）まず、溶液をノズルで吸引回収する
際に、容器を傾けて吸引回収を容易とした例を示す。図
３３はその説明図である。この図に示されるように、容
器を傾けることで容器底面の端部に溶液が集中して液面
が上がる。容器を傾けない場合には残液の量は容器の底
面積に比例して大きくなるが、このように容器を傾ける
ことで、残液の量を少なくすることができる。

【０１８３】例えば、微生物の回収を終えた溶液を吸引
回収する場合には、図３４のように振とう器３６に、こ
ろ４１を設けるとともに振とう器の設置部に傾斜をつ
け、微生物の回収を終えた後に振とう器を移動させるこ
とで自動的に容器３５が傾くようにする。免疫測定を自
動化する場合でも、このような振とう器の移動を容易に
行うことができ、簡易な構成で測定精度を向上すること
ができる。

【０１８４】（β）上記（α）の例では、振とう器にこ
ろ４１を設置して振とう器を移動させる必要がある。こ
の例では上記のような特別な部材や振とう器の移動等が
不要な免疫測定用容器を製造した。その例を図３５に示
す。図３５（ａ）はこの例に係る免疫測定用容器の上面
図、図３５（ｂ）はそのＡ−Ａ'断面図を示す。

【０１８５】図３５（ｂ）に示されるように、この免疫
測定用容器においては円柱面４２に傾斜角を付けて底面
４３を設けており、（α）のように容器を傾けた場合と
同様の効果が得られる。

【０１８６】この免疫測定用容器は、例えば容器の壁面
を形成する筒と、容器の底を形成する底板とを用意し、
容器の底を斜めに傾けて接合することにより得られる。

【０１８７】さらに、免疫測定用容器の外径Ｄ１、内径
Ｄ２並びに高さＨを決めておけば、底面の最下部にノズ
ル３７を位置決めして下ろすことで残液の量を最小とす
ることができる。

【０１８８】（γ）この例では免疫測定用容器の底面４
５にノズルが挿入できる程度の直径の凹部４４を形成
し、この凹部４４にノズルを挿入して溶液を吸引するよ
うにした。その例を図３６に示す。図３６（ａ）はこの
免疫測定用容器の上面図、図２５（ｂ）はそのＡ−Ａ'
断面図を示す。

【０１８９】図３６（ｂ）に示されるように、この免疫
測定用容器では容器内の溶液量が少なくなると凹部４４
に溶液が集中し、残液は凹部４４内に残る。先述したよ
うに残液の量は溶液の底面積に比例するが、この容器で
は凹部の底面積は非常に小さい。従って、残液の量は、
通常の容器の残液に比較して非常に小さくなる。

【０１９０】また、免疫測定を自動化する場合には、免
疫測定用容器の外径Ｄ１、内径Ｄ２、高さＨ及び凹部４
４の中心と容器の中心との距離Ｒを測定しておき、ノズ
ルが凹部の中心にくるように位置決めすることで、残液
の量を最小とすることができる。

【０１９１】特に、図３７のように免疫測定用容器の底
面に傾斜をつけて凹部４４が最下部となるようにするこ
とで、容器の凹部４４以外の部分に溶液が残ることが無
いようにすることもできる。この例では凹部を容器の端
部に設けたが、凹部が最下部になるように傾斜をつけて
あれば凹部の位置に制限はなく、例えば容器の中心と凹
部の中心を一致させてもよい。

【０１９２】実施例６ 従来の大腸菌群試験は測定時間が長く、下水処理場にお
ける塩素注入量制御等に適用することは困難である。

【０１９３】そこで、免疫測定法によって大腸菌群試験
を行い、従来の測定法であるデスオキシコール酸塩培地
による平板培養法（デソ法）との相関性を検証したとこ
ろ、相関係数(r)が0.88（ｎ＝182試料）と高い相関性が
あることが実証できた。

【０１９４】上記のように、デソ法では測定に２０〜３
０時間程度かかるが、この免疫測定方法では２時間程度
で測定を行うことも可能である。

【０１９５】実施例１の構成の免疫測定装置はこの短時
間測定可能な免疫測定方法に対応しているので短時間で
の免疫測定が可能である。実施例５では、その免疫測定
具体例を示す。なお、免疫測定装置に用いる機器、部
材、装置等は実施例２〜４に示したものを用いる。

【０１９６】前処理装置における具体的処理手順を図３
８のフローチャートを参照して説明する。尚、以下の各
フローチャートにおいて、装置の作動、停止等の制御処
理はすべて制御装置が行い、移動処理はすべて制御装置
により制御された移動装置が行う。また、移動装置は、
実施例３の（Ｂ）に示したものを用いた。

【０１９７】まず、ろ過膜及び試料液をセットする。こ
れは手作業で行う。

【０１９８】ろ過速度を速めるために、濃縮器内の試料
吸引用の減圧ポンプを作動させる（Ｓ１）。

【０１９９】試料の残量をセンサがチェックする（Ｓ
２）。

【０２００】試料の残量が無いことを検出し（Ｓ３）、
減圧ポンプの運転を停止する（Ｓ４）。

【０２０１】ろ過膜保持装置によってろ過膜を捕獲し、
移動装置によってろ過膜保持装置を濃縮液生成部内の容
器内に移動し、ろ過膜を解放して容器内に移動させる
（Ｓ５）。

【０２０２】この容器に緩衝液２(ml)を注入し（Ｓ
６）、移動装置によって実施例３に示した微生物回収用
部材をセットする（Ｓ７）。

【０２０３】実施例３（Ｃ）に示した振とう器の運転を
開始する（Ｓ８）。振とう時間を検出し（Ｓ９）、所定
時間（５分程度）経過後に振とう器を停止する（Ｓ１
０）。

【０２０４】大腸菌群が濃縮された反応液を超音波破砕
容器（第１の回収容器）に0.5(ml)分取する（Ｓ１
１）。

【０２０５】超音波発生部を作動させ、超音波照射３０
秒、休止６０秒の周期を１０サイクル繰り返して大腸菌
群を破砕する（Ｓ１２）。破砕の終了を検出する（Ｓ１
３）。

【０２０６】なお、超音波破砕中の反応温度は実施例３
（Ａ）の温度調節器（ペルチェモジュール）によって調
整する。この制御も制御装置で行った。

【０２０７】次に、免疫反応装置における具体的処理手
順を図３９のフローチャートを参照して説明する。

【０２０８】まず、ノズル部を作動して第２の回収容器
内に超音波破砕された反応液を0.5(ml)注入する（Ｓ１
４）。

【０２０９】振とう器を作動させて第１反応を行う。
（Ｓ１５） 第１反応の終了を検出し（Ｓ１６）、振とう器の運転を
停止する（Ｓ１７）。

【０２１０】反応緩衝液0.5(ml)を第２の回収容器内に
注入する（Ｓ１８）。その後に標識抗体注入部を作動さ
せて酵素標識抗体0.1(ml)を第２の回収容器に分注する
（Ｓ１９）。

【０２１１】振とう器を作動させて第２反応を行う（Ｓ
２０）。第２反応の終了を検出して（Ｓ２１）振とう器
を停止させる（Ｓ２２）。

【０２１２】前処理装置と同様に、超音波破砕中の反応
温度は実施例３（Ａ）の温度調節器（ペルチェモジュー
ル）によって調整する。

【０２１３】発光反応装置における具体的処理手順を図
４０のフローチャートを参照して説明する。尚、発光反
応測定部は、実施例３の図１８に示されるセンサを有す
る暗箱を用いて行った。

【０２１４】移動装置によって第２の回収容器を洗浄部
に移動する（Ｓ２３）。

【０２１５】実施例３の（Ｄ）に示した洗浄装置を作動
させて第２の反応容器中の反応液を吸引除去させ、更に
蒸留水５(ml)を注入して除去する洗浄処理を５回繰り返
す（Ｓ２４）。

【０２１６】発光試薬注入部を作動させて発光試薬１(m
l)を第２の回収容器に注入する（Ｓ２５）。

【０２１７】図１８の発光測定部のシャッタ１１を開き
（Ｓ２６）、第２の回収容器をこの暗箱内の所定位置に
移動させる（Ｓ２７）。

【０２１８】シャッタ１１を閉じる 光電子増倍管（センサ）の前面に設置されているシャッ
タ１２を開く（Ｓ２９）。

【０２１９】発光量を計測し、１秒間当たりの発光量を
出力する。これを３０秒間行う（Ｓ３０）。

【０２２０】発光量計測終了を検出して、発光量の計測
を停止する（Ｓ３１）。シャッタ１２を閉じる（Ｓ３
２）。シャッタ１１を明ける（Ｓ３３）。

【０２２１】第２の回収容器を暗箱から除去する（Ｓ３
４）。

【０２２２】以上のように、制御装置によって各部を制
御することで、人力を用いずに免疫の自動測定がなされ
る。また、上記各例ではすべての装置や部材等の移動に
は共通の移動装置を用いており、移動対象にはすべてホ
ルダ部を設けて、このホルダ部を移動装置のピックアッ
プ部がつかんで移動するようにしている。従って、移動
対象ごとに複数の移動装置を用意する必要がなく、構成
が簡素となり、コストも低く抑えられる。

【０２２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば以
下のような効果が得られる。

【０２２４】［１］ 容器中の液体を吸引回収するにあ
たって、回収しきれずに残る残液の量を少なくすること
ができ、測定精度を向上することができる。

【０２２５】［２］ 従来は微生物の回収を行う際にビ
ーズを１つ１つ出し入れすることが必要であったが、本
発明に係るピックアップビーズでは、ビーズをまとめて
出し入れすることができるので、容易に微生物の回収を
行うことができる。

【０２２６】更に、本発明に係る微生物回収用部材では
ビーズ自体を用いることなく、容易に微生物の回収を行
うことができる。

【０２２７】［３］ 従来は自動化が困難であった微生
物の回収工程を簡素な構成でかつ低コストに自動化する
ことができる。

【０２２８】［４］ 手作業による免疫測定における偶
然誤差や系統誤差に起因した測定精度の悪化や手作業の
煩雑さを解消し、溶液中の抗原量の定量測定及び溶液中
の抗体量の高精度な定量測定ができる。

【０２２９】［５］ 抗原抗体反応時の温度を調製する
ことで、反応温度による測定のバラツキを抑制すること
ができる。特に電位差によって温度差を発生させるペル
チェモジュールを用いることによって小さな装置構成で
容易に反応温度を適温にて行わせることができ、測定精
度が高くなる。

【０２３０】［６］ ２つのピックアップ部材間におけ
る電気抵抗値（または静電容量値）を検出して、その値
が前記２つのピックアップ部材が前記格納容器を挟み込
んだ状態での値であるか否かを検出することにより、前
記移動装置に前記格納容器が保持されているか否かを容
易かつ正確に判定することができ、コストも低い。

【０２３１】［７］ 遮光板とフォトセンサ（光セン
サ）によって位置決めを行っているので、低コストで正
確に位置決めを行うことができる。

【０２３２】［８］ フィルター全体を吸着して保持す
るフィルター保持装置が得られるので、所定の位置から
所定の位置への移動が簡単にできる。たとえば、フィル
ター置き場から、フィルターをろ過器の所定の位置へ置
くとか、フィルターをビーカーの底面に正確に置くこと
ができる。従ってフィルターの位置決め精度が高くな
る。

【０２３３】特に、フィルター移動時において、フィル
ターろ過面が水平に保たれたまま移動できるピンセット
でフィルターをつかんで移動する場合を考えると、フィ
ルターを一カ所つまんだ場合にフィルター面は地面に対
して垂直になり、フィルターろ過面に付着している物質
が落下する可能性もある。これに対して水平に移動して
いればその心配はない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例に係る免疫測定装置の概略構
成図。

【図２】ろ過部の説明図。

【図３】フィルター保持装置の説明図。

【図４】フィルター保持装置の上面図。

【図５】フィルター保持装置の側面図。

【図６】フィルター保持装置のフィルター吸着部の説明
図。

【図７】フィルター保持装置のフィルター吸着部の説明
図。

【図８】フィルター保持装置のフィルター吸着部の説明
図。

【図９】吸着部の拡大図。

【図１０】フィルター吸着状態の説明図。

【図１１】フィルターの説明図。

【図１２】本発明の１実施例に係る免疫測定装置の概略
構成図。

【図１３】本発明の１実施例に係る免疫測定装置のター
ンテーブルの上面図。

【図１４】本発明の１実施例に係る免疫測定装置のヒー
タの右側面図。

【図１５】本発明の１実施例に係る免疫測定装置の左側
面図。

【図１６】本発明の１実施例に係る免疫測定装置の正面
図。

【図１７】本発明の１実施例に係る免疫測定装置の試験
管洗浄器の縦断面図。

【図１８】本発明に係る免疫測定装置の暗箱とセンサの
縦断面図。

【図１９】本発明の１実施例に係る免疫測定装置の右側
面図。

【図２０】本発明の１実施例に係る温度調節器の説明
図。

【図２１】本発明の１実施例に係る試験管移動装置の説
明図。

【図２２】本発明の１実施例に係る試験管移動装置の説
明図。

【図２３】本発明の１実施例に係る試験管移動装置の説
明図。

【図２４】本発明の１実施例に係る振とう器の説明図

【図２５】本発明の１実施例に係る遮光板の説明図。

【図２６】試験管洗浄装置の説明図。

【図２７】本発明の１実施例に係る試験管洗浄装置の説
明図。

【図２８】本発明の１実施例に係る試験管洗浄装置の拡
大図。

【図２９】本発明の１実施例に係る微生物回収用部材の
説明図。

【図３０】本発明の１実施例に係る微生物回収工程の説
明図。

【図３１】微生物回収部材の変形例の説明図。

【図３２】本発明の１実施例に係るピックアップの説明
図。

【図３３】本発明の１実施例に係る溶液回収方法の説明
図。

【図３４】本発明の１実施例に係る溶液回収方法の説明
図。

【図３５】本発明の１実施例に係る免疫測定用容器の説
明図。

【図３６】本発明の１実施例に係る免疫測定用容器の説
明図。

【図３７】本発明の１実施例に係る免疫測定用容器の説
明図。

【図３８】前処理工程を示すフローチャート。

【図３９】免疫測定工程を示すフローチャート。

【図４０】発光測定工程を示すフローチャート。

【図４１】抗原抗体反応の説明図。

【図４２】従来例に係る微生物濃縮工程の説明図。

【図４３】従来例に係る免疫測定用容器の説明図。

【図４４】従来例に係る免疫測定用容器の説明図。

【符号の説明】

１…試験管立て置き場 ２…試験管 ３…ターンテーブル ４…試験管移動ロボット ５…ヒータ ６…分注装置 ７…バルブ ８…ノズル及びノズル台 ９…試験管洗浄器 １０…暗箱 １１…シャッタ １２…シャッタ １３…センサ １４…制御装置 １０１…ろ過部 １０２…濃縮液生成部 １０３…第１の回収容器 １０４…超音波発生部 １０５…超音波破砕部 １０６…前処理装置 １０７…ノズル部 １０８…標識抗体注入部 １０９…振とう部 １１０…第２の回収容器 １１１…免疫反応装置 １１２…洗浄部 １１３…発光反応測定部 １１４…発光試薬注入部 １１５…発光反応装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０１Ｎ 33/53 Ｔ 33/543 ５３１ // Ｇ０１Ｎ 35/02 Ｚ (72)発明者 高橋 敏行 東京都新宿区西新宿２丁目８番１号 東京 都下水道局内 (72)発明者 中山 明夫 東京都新宿区西新宿２丁目８番１号 東京 都下水道局内 (72)発明者 福岡 正芳 東京都品川区大崎２丁目１番17号 株式会 社明電舎内 (72)発明者 長崎 進 東京都品川区大崎２丁目１番17号 株式会 社明電舎内 (72)発明者 野瀬 勝利 東京都品川区大崎２丁目１番17号 株式会 社明電舎内 (72)発明者 高瀬 長武 東京都品川区大崎２丁目１番17号 株式会 社明電舎内

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 免疫測定対象微生物を含む試料液から前
   記免疫測定対象微生物を反応液中に回収する回収部と、
   回収した微生物の超音波破砕を行って微生物内の抗原を
   前記反応液中に拡散させる超音波破砕部と、を有する前
   処理装置と、 前記反応液中の抗原とその抗体とを抗原抗体反応させる
   免疫反応装置と、 免疫反応により生成した抗原抗体複合体と発光試薬とを
   反応させる発光反応装置と、 免疫測定に用いる器具の移動装置と、 前記各装置を制御して前記微生物の免疫測定を自動化す
   る制御部と、を備えた免疫測定装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の免疫測定装置において、 前記回収部は、前記試料液をろ過して前記微生物をろ過
   膜に捕獲するろ過部と、前記ろ過膜に捕獲された微生物
   を反応液中に拡散させて濃縮液を生成する濃縮液生成部
   と、を有し、 前記超音波破砕部は、前記濃縮液が注入される第１の回
   収容器と、超音波発生部とを有し、 前記免疫反応装置は、その内壁に抗体が固定されて固相
   抗体として作用する第２の回収容器と、超音波破砕部に
   て生成される抗原が拡散された反応液を所定量吸引して
   第２の回収容器に注入するノズル部と、第２の回収容器
   に標識抗体を注入する標識抗体注入部と、この第２の回
   収容器の振とう部とを有し、 前記発光反応装置は、前記第２の回収容器の洗浄部と、
   洗浄された第２の回収容器に発光試薬を注入する発光試
   薬注入部と、発光反応測定部と、を有し、 前記制御部は、 前記ろ過部で試料液がろ過されたことを検出し、前記移
   動装置ににて前記ろ過膜を前記濃縮液生成部に移動させ
   て前記微生物濃縮液を生成し、 前記第１の回収容器に濃縮液が注入されたことを検出し
   て超音波発生部を作動させ、 前記超音波破砕の終了を検出し、前記第１のノズルを作
   動させて抗原が拡散された反応液を第２の回収容器に注
   入させた後に、振とう器を作動させて第１反応を行い、 前記第１反応の終了を検出して前記標識抗体注入部を作
   動させた後に前記振とう器を再度作動させて第２反応を
   行い、 前記第２反応の終了を検出し、移動装置によって前記第
   ２の反応容器を前記発光反応装置に移動させ、前記洗浄
   部によって第２の回収容器を洗浄した後に発光試薬注入
   部を作動させて発光試薬を前記第２の回収容器に注入
   し、更に発光反応測定部を作動させて発光反応の測定を
   行うことにより、前記微生物の免疫測定を自動化するこ
   とを特徴とする免疫測定装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の免疫測定装置に
   おいて、 前記免疫反応装置は、抗原抗体反応時の温度を適温に調
   製する温度調節器として、電位差によって温度差を発生
   させるペルチェモジュールを有することを特徴とする免
   疫測定装置。
4. 【請求項４】 請求項１または２記載の免疫測定装置に
   おいて、 前記移動装置は、移動対象を挟み込んで保持する複数の
   ピックアップ部材を有するとともに、少なくとも２つの
   ピックアップ部材間における電気抵抗値を検出して、そ
   の値が前記２つのピックアップ部材が前記移動対象を挟
   み込んだ状態での値であるか否かを検出することによ
   り、前記移動装置に前記移動対象が保持されているか否
   かを判定する判定部を有することを特徴とする免疫測定
   装置。
5. 【請求項５】 請求項１または２記載の免疫測定装置に
   おいて、 前記移動装置は前記移動対象を挟み込んで保持する複数
   のピックアップ部材を有するとともに、少なくとも２つ
   のピックアップ部材間における静電容量を検出して、そ
   の値が前記２つのピックアップ部材が前記移動対象を挟
   み込んだ状態での値であるか否かを検出することによ
   り、前記移動装置に前記移動対象が保持されているか否
   かを判定する判定部を有することを特徴とする免疫測定
   装置。
6. 【請求項６】 請求項２記載の免疫測定装置において、 前記免疫反応装置は、前記第２の回収容器の設置部と、
   前記設置部に設けられた遮光板と、前記遮光板に対して
   光線を照射する光源と、第２の回収容器の位置決め部と
   を有し、前記振とう部は前記設置部を振とうして振とう
   を行い、 更に、前記位置決め部は、前記遮光板の透過光の透過パ
   ターンを測定するとともに、測定した透過パターンが予
   め定められた透過パターンと一致するように前記設置部
   をの停止位置を決定することで、第２の回収容器の位置
   決めを行うことを特徴とする免疫測定装置。
7. 【請求項７】 免疫測定に用いる容器であって、容器の
   壁面となる筒状体と、水平面に対して傾斜角をなすよう
   に設けられた平坦な底板とからなり、この容器内の液体
   量が一定量より少なくなると、液体が底面の最下部近辺
   に集中するようにしたことを特徴とする免疫測定用容
   器。
8. 【請求項８】 免疫測定に用いる容器であって、前記免
   疫測定用容器の底面に凹部を設け、この容器内の液体量
   が一定量より少なくなると液体が前記凹部に集中するよ
   うにしたことを特徴とする免疫測定用容器。
9. 【請求項９】 請求項８記載の免疫測定用容器におい
   て、 前記容器の底面は水平面に対して傾斜角をなすととも
   に、前記凹部をその最下点に設けたことを特徴とする免
   疫測定用容器。
10. 【請求項１０】 ろ過膜に捕獲された微生物を液体と混
    合させる微生物回収用部材であって、 前記微生物が捕獲されたフィルタと接触して微生物を分
    散させる複数のビーズ体と、 ホルダ部と、 前記各ビーズ体にそれぞれ設けられ、前記ホルダ部と前
    記各ビーズ体とをつなぐ紐部とを有することと特徴とす
    る微生物回収用部材。
11. 【請求項１１】 ろ過膜に捕獲された微生物を液体と混
    合させる微生物回収用部材であって、 前記微生物が捕獲されたフィルタと接触して微生物を分
    散させる分散板と、 前記分散板に対して垂直方向に取り付けられたホルダ部
    を有する円板部と、を有し、 前記分散板は複数の孔部を有することと特徴とする微生
    物回収用部材。
12. 【請求項１２】 請求項２記載の免疫測定装置におい
    て、 前記第１及び第２の回収容器として請求項７または８ま
    たは９記載の容器を用いるとともに、前記第１及び第２
    のノズルを前記免疫測定用容器の最下点に位置決めする
    位置決め部を有することを特徴とする免疫測定装置。
13. 【請求項１３】 請求項２記載の免疫測定装置におい
    て、 請求項１０記載の微生物回収用部材を有し、前記第１の
    回収容器内で、この微生物回収用部材のビーズ体を前記
    反応液中にて前記ろ過膜と接触させて前記微生物と前記
    反応液とを混合させることを特徴とする免疫測定装置。
14. 【請求項１４】 請求項２記載の免疫測定装置におい
    て、 請求項１１記載の微生物回収用部材を有し、前記第１の
    回収容器内で、この微生物回収用部材の分散板を前記反
    応液中にて前記ろ過膜と接触させて前記微生物と前記反
    応液とを混合させることを特徴とする免疫測定装置。