JPH10325838A - 光学的計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光学的計測部に試料容器を固定する手段が簡
略化された光学的計測装置を提供する。 【解決手段】 光学的計測装置１０は、試料容器中の試
料を光学的に計測する計測部４と、陰圧源１２８と、計
測部４に配置されるキュベット１００を陰圧源１２８に
よって計測部４に吸着固定する吸着部（容器固定手段）
１２０とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は光学的計測装置に
関し、さらに詳しくは、試料容器中の試料を光学的に計
測する計測部を備え、特に、免疫反応や血液凝固反応等
を計測する臨床検査に利用される光学的計測装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】上記の
光学的計測装置では、複数の試料容器に所定の試薬ある
いは希釈液を加えられ、計測部で試料容器を介して試料
の透過光あるいは散乱光が計測される。

【０００３】この計測の際、計測部における試料容器の
固定が不充分であると、装置内の駆動部からの振動が試
料容器を揺動させ、それによって計測値が不安定にな
る。しかし、試料容器との嵌合を強くすれば容器搬送手
段による試料容器の脱・着そのものが難しくなる。そこ
で、計測部に形成された孔部に試料容器を装着した後、
固定機構、例えばエアシリンダを駆動してピストンによ
り試料容器を押圧固定し、試料容器の揺動を防止するこ
とができる。

【０００４】しかし、複数の光学的計測部を備えた自動
計測装置では、各孔部にそれぞれの固定機構を設けるこ
とになるので、構造及び制御が複雑になり装置の小型化
が困難になる。この発明の目的の１つは、光学的計測部
に試料容器を固定する手段が簡略化された光学的計測装
置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明によれば、試料
容器中の試料を光学的に計測する計測部と、陰圧源と、
前記計測部に配置された試料容器を陰圧源によって計測
部に吸着固定する容器固定手段とからなる光学的計測装
置が提供される。

【０００６】すなわち、この発明は、計測部に配置され
た試料容器を陰圧源によって計測部に吸着固定する容器
固定手段を備えているので、外部からの振動で試料容器
が揺動するのを簡単な構成で防止できる。

【０００７】この発明における計測部とは、計測試料が
入った試料容器に所定の波長の光を照射して、試料から
の透過光あるいは散乱光を光学的に計測するための発光
素子及び受光素子を具備するもの、または試料に化学反
応を起こさせて試料からの蛍光等の発光を光学的に計測
するための受光素子を具備するものが挙げられる。

【０００８】この発明における試料容器には、採血管あ
るいはキュベットが用いられ、所定の光学的波長特性を
有するもの、特に透明なものが好ましく、その断面は形
状が正多角形及び円のものが挙げられる。

【０００９】この発明における陰圧源には真空ポンプ、
エアシリンダが挙げられ、陰圧源の駆動及び停止は、こ
の真空ポンプと小孔部との間に介接された電磁開閉弁に
より操作されるのが好ましい。容器固定手段が、陰圧源
に連通し計測部に配置される試料容器の計測光軸に接触
しない部位に密接する小孔部からなる構成とすれば、陰
圧源を駆動してこの小孔部から減圧し、それにより計測
光軸を遮ることなく試料容器を小孔部に吸着固定するこ
とができる。小孔部が、試料容器の底部表面に密着する
環状パッキングを具備しておれば、気密性が保持される
点で好ましい。

【００１０】計測部の計測光軸に対する試料容器の姿勢
を制御する姿勢制御手段をさらに備えることにより、試
料容器が陰圧だけでは姿勢保持が不安定な場合にも試料
容器を計測部に対して適正な姿勢に矯正したり保持した
りできる。陰圧源が、試料容器が計測部に配置される前
から駆動されるよう構成すれば、容器搬送手段により計
測部に試料容器を装着する際、その装着方向あるいは容
器の姿勢が傾いても陰圧源の駆動により試料容器を所定
の着座位置に位置決めすることができる。

【００１１】陰圧源が、試料容器が計測部において計測
が終わった試料容器について、計測部から搬出される前
に駆動を停止されるのが好ましい。これにより、容器搬
送手段が計測の終わった試料容器を計測部から搬出する
際、わずかな駆動力で容器搬送手段を駆動して試料容器
を計測部から脱着できる。

【００１２】試料容器が有底筒状で少なくとも下方胴部
に対向する平行な一対の平面部を有し、姿勢制御手段が
前記平面部対を外側から挟持することにより試料容器の
姿勢を制御する板ばねから構成されておれば、板ばねが
試料容器の軸線周りの振れを抑え前記平面部を計測光軸
に対して直角に保持するので、試料容器内部のそれぞれ
の試料を同一の光路長で計測できる。また、例えば、計
測部に設けられた計測用の挿入孔部内に挿入された試料
容器は、前記平面部の平面内における位置が微小のずれ
ていても計測値への影響はきわめて少ない。すなわち、
試料容器の傾きに対しても寛容であると言える。

【００１３】姿勢制御手段には、試料容器を外側から把
持し試料容器の姿勢を制御する板ばねが好ましいものと
して挙げられる。板ばねは、具体的には挿入孔部に上方
から挿入された試料容器を左右から挟持する左右１対の
対向する板片からなり、これら板片のそれぞれが、上部
にあって内方へ下降傾斜した傾斜面部と、傾斜面部の下
部が外方へ屈曲して試料容器に当接するよう形成された
屈曲辺部とを備え、前記傾斜面部対が挿入孔部に導かれ
た試料容器を受け入れ、前記屈曲辺部対が挿入孔部の底
部まで下降される試料容器の姿勢を制御してなるものが
挙げられる。上記の板片からなる板ばねは、試料容器が
この板ばねに挟持された状態で自重で挿入孔部の底部ま
で下降できる程度の圧力で試料容器を把持するものが好
ましい。上記の対向して挿入孔部内に配設された板ばね
は、計測光軸を妨げないよう配置される。試料の散乱光
を光学的に計測するためには、各板片に計測光軸が貫通
する孔部を形成してもよい。

【００１４】この発明の光学的計測装置を用いた装置と
しては、例えば、この発明の構成要件としての、特定の
計測部と、陰圧源と、容器固定手段とに加えて、試料容
器を所定の姿勢で計測部に配置する試料計測ステージ
と、サンプルラックに収納される血液試料を試料容器に
分取する試料用ピペットと、この試料用ピペットにより
分取された試料に試薬を供給する試薬用ピペットと、こ
れらのピペットにより供給された試薬及び試料が挿入さ
れた試料容器を前記試料計測ステージに搬送する容器搬
送手段とを備えた血液凝固計測装置が挙げられる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図に示す実施の形態に基づ
いてこの発明を詳述する。なお、これによってこの発明
が限定されるものではない。図１は、この発明の一つの
実施形態による光学的計測装置１０の内部を断面図で示
す。計測部４は、矩形板状のステージ本体４１と、ステ
ージ本体４１に穿設されキュベット１００を挿入する複
数の挿入孔部４２と、挿入孔部４２の内部に配設された
計測用光学素子対４３とからなる。図では、右方の２つ
の挿入孔部４２にキュベット１００が挿入されていない
状態を、左方の２つの挿入孔部４２にキュベット１００
が挿入された状態を示す。

【００１６】挿入孔部４２は略一直線上に配列され、そ
れぞれが上部の小径部分４２ａと下部の大径部分４２ｂ
とからなる。小径部分４２ａはキュベット１００の胴体
よりわずかに大きい直径を有し、大径部分４２ｂにはキ
ュベット１００の姿勢制御手段としての板ばね１１０
と、容器固定手段の一部である吸着部１２０とが配設さ
れている。

【００１７】キュベット１００は、図２に示すように、
ポリスチレンを材料として成形された透明な円筒状容器
であり、上部の開口縁部から外方に突出した顎部１０１
を有し、この顎部１０１の周面には４面の小平面を等角
度で形成してなる切欠部１０２が形成されている。キュ
ベット１００の胴部１０３の下部には、それぞれの切欠
部１０２に垂直方向で対応する、平行な２対の対向する
平面部１０４がそれぞれ形成されている。平面部１０４
は、後述する計測部４の計測光軸Ａが通過する各対がキ
ュベット１００内で同じ光路長を形成する。

【００１８】板ばね１１０は、図３に示すように、左右
に向き合って配置された２枚の対称板片が１対となって
１本のキュベット１００を把持できるよう構成され、各
板片は、容器搬送手段に支持されて下降するキュベット
１００を受け入れるよう下方に向かって内方に傾斜した
傾斜面部１１１と、傾斜面部１１１から下方に向かって
外方へ屈曲した屈曲辺部１１２と、その下方の平行部１
１３と、平行部１１３から外方へ略直角に屈曲した取り
付け部１１４とからなる。取り付け部１１４は取り付け
孔１１４ａを貫通するビス１１５により傾斜面部１１１
を上にしてステージ本体４１の下面に取り付けられてい
る。なお、屈曲辺部１１２はキュベット１００の平面部
１０４に圧接されるが、その圧接力はキュベット１００
が自重のみで下降できる強さに設定されている。

【００１９】挿入孔部４２内において板ばね１１０の対
向する平行部１１３の間には、吸着部１２０の座台１２
１が配設されている。座台１２１は、大径部分４２ｂに
おいて小径部分４２ａと共軸に配置され中心部を鉛直方
向に貫通する小孔部１２２を有する。図４の要部拡大図
（キュベット１００が挿入された状態）に示すように、
それぞれの小孔部１２２の上部開口縁部にはキュベット
１００が着座する座面１２３が形成されている。

【００２０】座面１２３は、小孔部１２２の上部開口角
部に穿設された段付け部分にＯリング１２４を有する。
Ｏリング１２４は挿入孔部４２に挿入されたキュベット
１００の底部に密接可能に配置されている。小孔部１２
２の下部開口縁部には連結部材１２５が接続され、連結
部材１２５の一方はチューブ１２６及びチューブ１２６
に接続された電磁バルブ１２７を介して陰圧源１２８に
通じている（図１）。陰圧源１２８は、真空ポンプで構
成され、電磁バルブ１２７から連結部材１２５までは可
撓チューブで形成されてステージ本体４１とともに移動
可能である。

【００２１】図５は図１の直角断面を示す。図において
キュベット１００の平面部１０４の外方には計測用光学
素子対４３が配置されている。計測用光学素子対４３
は、光軸Ａ上に配列された、発光素子としての発光ダイ
オード４４及び受光素子としてのフォトトランジスタ４
５からなる。なお、キュベット１００は、挿入孔部４２
内において軸線Ｂが光軸Ａと直交するよう姿勢が制御さ
れている。

【００２２】ステージ本体４１の上方には、図６に示す
ように、チャッキングフィンガ７５を備えたキュベット
搬送機構部７４が配置され、このチャッキングフィンガ
７５に把持されたキュベット１００はキュベット搬送機
構部７４により鉛直及び水平方向に移動して搬送され
る。

【００２３】光学的計測装置１０における容器固定手段
の動作の一例を説明する。以下の動作は図示しない光学
的計測装置１０の制御部により制御される。まず、試薬
が混合された試料が入ったキュベット１００はキュベッ
ト搬送機構部７４により挿入孔部４２の軸線上方に搬送
され停止する。このとき、この挿入孔部４２の下方に配
置された電磁バルブ１２７が開かれ、陰圧源１２８によ
り貫通孔１２２から減圧が開始される。

【００２４】次に、チャッキングフィンガ７５が下降を
開始し、キュベット１００が挿入孔部４２に挿入される
と、キュベット１００の底部は板ばね１１０の傾斜面部
１１１に当接する（図６）。このとき、キュベット１０
０の軸線Ｂが傾いていても、キュベット１００は内方へ
受け入れられる。さらに、キュベット１００が下降され
ると板ばね１１０の屈曲辺部１１２の内側にキュベット
１００の平面部１０４が挟持される。このとき、キュベ
ット１００は自重のみで板ばね１１０の平面部１０４と
摺動しながら下降することができる。

【００２５】キュベット１００の底部が座面１２３に接
近すると、小孔部１２２からの減圧により、キュベット
１００の軸線が傾いていても、キュベット１００の姿勢
が制御される。キュベット１００の底部が座面１２３に
着座すると、座面１２３に装着されたＯリング１２４が
キュベット１００の底部に密接して、キュベット１００
の底部と座面１２３との間の空気漏れが抑制される。キ
ュベット１００はこの状態で所定の光学的計測が実施さ
れる。この光学的計測の間、陰圧源１２８の駆動により
キュベット１００は座面１２３に吸着固定されているの
で、チャッキングフィンガ７５の移動や他の機構部の動
作によりキュベット１００が揺動するのが防止される。

【００２６】計測が終了すると、電磁バルブ１２７を閉
じ、それによってキュベット１００は座面１２３におけ
る吸着固定が解除される。チャッキングフィンガ７５
は、キュベット１００を座面１２３から上昇させて脱着
させ、廃品収納ボックス等に収納する。

【００２７】図７は、姿勢制御手段の他の実施形態を示
す。図に示した姿勢制御手段としての板ばね１３０は、
各板片の計測光軸Ａの高さ位置に光貫通孔１３０ａを有
する。この場合、発光素子から出射された光線がキュベ
ット１００を透過するとき、キュベット１００内の試料
の散乱光を光貫通孔１３０ａを介して受光することがで
きる。

【００２８】このように、上記の実施形態では、キュベ
ット搬送機構部７４の位置を検知し電磁バルブ１２７を
開くので、キュベット搬送機構部７４によるキュベット
１００の装着方向あるいはその姿勢が傾いても陰圧源１
２８の駆動によりキュベット１００を所定の着座位置に
位置決めすることができる。板ばね１１０及び１３０が
キュベット１００が自重で下降できるよう把持するの
で、キュベット搬送機構部７４はキュベット１００を挿
入孔部４２内に押圧して強制的に着座させる機構及び駆
動力を要しない。

【００２９】

【発明の効果】この発明の光学的計測装置によれば、計
測部に配置される試料容器を陰圧源によって計測部に吸
着固定する容器固定手段を備えているので、外部からの
振動で試料容器が揺動するのを防止することができる。
これにより、光学的計測部に試料容器を固定する手段が
簡略化された光学的計測装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一つの実施形態による光学的計測部
の正面断面図。

【図２】図１の装置に使用されるキュベットの斜視図。

【図３】図１の板ばねの斜視図。

【図４】図１の一部拡大図。

【図５】図４の直角面における断面図。

【図６】ステージ本体の内部を下降するキュベットを説
明する説明図。

【図７】他の実施形態による板ばねの、図３に対応する
斜視図。

【符号の説明】

４ 計測部 １０ 光学的計測装置 ４１ ステージ本体（計測部） ４２ 挿入孔部 ４３ 計測用光学素子対（計測部） １００ キュベット（試料容器） １１０ 板ばね（姿勢制御手段） １１２ 屈曲辺部 １２０ 吸着部（容器固定手段） １２２ 小孔部 １２３ 座面 １２４ Ｏリング（環状パッキン） １２８ 陰圧源（容器固定手段）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 試料容器中の試料を光学的に計測する計
   測部と、陰圧源と、前記計測部に配置される試料容器を
   陰圧源によって計測部に吸着固定する容器固定手段とか
   らなる光学的計測装置。
2. 【請求項２】 計測部の計測光軸に対する試料容器の姿
   勢を制御する姿勢制御手段をさらに備えてなる請求項１
   に記載された光学的計測装置。
3. 【請求項３】 陰圧源が、試料容器が計測部に配置され
   る前から駆動されてなる請求項１または２に記載された
   光学的計測装置。