JPH11271308A - 分析装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】特別な形状の反応容器を用いることなく、反応
容器中に収容した攪拌体により検液を効果的に攪拌する
ことができる分析装置を提供すること。 【解決手段】所定回転速度で回転するテーブル２２の外
周部に設けられ、反応容器５０を保持する反応容器保持
部２２ａとを備え、反応容器保持部２２ａは、反応容器
５０を、反応容器５０がテーブル２２の最下位置Ｌ位置
するときに、その底面５１が外周側端部５３が内周側端
部５２に比べて低く、かつ、反応容器５０が最上位置Ｈ
に位置するときに、その底面が外周側端部５３が内周側
端部５２に比べて高くなるように保持するとともに、底
面５１の傾斜角が、所定回転速度における遠心力による
外力が攪拌体６０に作用した際に、攪拌体６０が底面５
１に沿って上昇しないように保持するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は分析装置に係り、特
に血清や尿等の検査試料を分析検査する場合に用いられ
る分析装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】血清や尿等の試料を分析検査する方法と
して、比色法と称される分析検査方法が従来から知られ
ている。この種の分析検査方法は試料が分注された試験
管等の反応容器内に試薬を添加し、この試薬と試料とを
反応させて試料を比色検査する方法であり、試薬と試料
との反応を促進させると共に試料と試薬との混合液を均
一化する目的で反応容器内の液体を撹拌する工程が不可
欠となっている。

【０００３】このような攪拌工程を反応容器中に収納し
た攪拌体を反応液中で自由に移動させることで乱流を生
じさせ、攪拌を行う方法が知られている。反応容器内の
試薬及び試料に対し非接触で攪拌する方法が、例えば特
開平８−４３４００で開示されている。この方法では、
固相（攪拌体）をその自重により所定の位置に安定的に
位置させる傾斜面を有し、傾斜面の傾斜は遠心力、慣性
力等が固相に作用した場合に、固相が傾斜面に沿って上
昇することを許容する程度の大きさに設定されている反
応容器を用いた例、また、反応容器底壁に傾斜を持たせ
たものや、反応容器を傾けるための機構を用いた例が示
されている。

【０００４】また、特開昭５９−３５１４５には、反応
容器底壁に傾斜を持たせ、複数の反応容器を垂直に保持
するターンテーブルを傾斜軸を中心として適宜の遠心力
が生じるように回動可能にするように設置し、試料と試
薬を順次分注した後にターンテーブルを連続回転させる
ことにより、遠心力と回転中の反応容器の傾きの変位と
による攪拌効果とを合わせて攪拌を行う方法が開示され
ている。

【０００５】この他にもターンテーブルの回転中に反応
容器の傾きを変位させながらも反応容器中の検液の飛び
散り等を防止し、さらにノズルを垂直に動作可能なよう
に、ターンテーブルの最下位置で反応容器を鉛直方向に
変位させるようにした方法が提案されている（特願平９
−８７２６０）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の攪拌装置を用いた分析装置にあっては、次のよ
うな問題があった。すなわち、固相を反応液中で自由に
移動させるために、固相を収容する反応容器に傾斜を持
たせる、若しくは反応容器を傾けるための機構を追加す
る等の工夫が必要となる。

【０００７】一方、反応容器は直方体状のものが一般的
であり、上述したような分析装置では、新たに形状を検
討したり、消耗品である反応容器を作成するための金型
の検討等が必要となるため、原価、コストの増大を招
く。また、固相を動かすためには搬送部に外力を断続的
に作用させる必要があり、攪拌効果を向上させるために
は、搬送部の動作を複雑に制御する必要が生じる。

【０００８】一方、ターンテーブルを傾斜軸を中心とし
て回動可能にしたことが示されているが、試薬と試料と
の混和については多少の攪拌効果は認められるとして
も、液全体の移動を必要とするので１回転当たりの攪拌
効果は低いために測定対象物を短時間で分析するのが困
難である。また、液全体が高速な回転動作に伴う乱流に
て容器外に飛散し易いので、飛散防止用の構成を付加す
る必要が生じる。なお、傾斜軸の勾配は、反応容器内の
攪拌体を自由に移動させるための手段として考えられて
いない。

【０００９】本発明は、特別な形状の反応容器を用いる
ことなく、反応容器中に収容した攪拌体により検液を効
果的に攪拌することができる分析装置を提供することを
目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、請求項１に記載された発明は、測定対象物の分析を
行う分析装置において、試薬と試料とを反応させるとと
もに、沈降性と適宜の転がり易さを有する攪拌体を収容
する反応容器と、その回転軸が鉛直方向に対し所定角度
を持って配置されたターンテーブルと、このターンテー
ブルを所定回転速度で回転させる駆動機構とを備え、前
記底面の傾斜角が、前記所定回転速度における遠心力に
よる外力が前記攪拌体に作用した際に、前記攪拌体が前
記底面に沿って上昇しないように保持するようにした。

【００１１】請求項２に記載された発明は、請求項１に
記載された発明において、前記ターンテーブルの外周部
には、前記反応容器を保持する反応容器保持部を備え、
前記反応容器保持部は、前記反応容器を、前記反応容器
が前記ターンテーブルの最下位置に位置するときと前記
反応容器が最上位置に位置するとことで反応容器の底面
が鉛直方向に異なる角度に傾斜するように保持するよう
にした。

【００１２】請求項３に記載された発明は、請求項１ま
たは２に記載された発明において、前記攪拌体には予め
前記測定対象物に対する特異親和性物質が結合されてい
る。請求項１に記載された発明では、傾斜配置されたタ
ーンテーブルに設けられた反応容器保持部により、反応
容器を保持させることにより反応容器の底面を斜めにす
ることができる。このため、反応容器内に投入された攪
拌体は低い側に偏る。一方、ターンテーブルを１８０°
回転させると、攪拌体は底面の他方側に偏る。このた
め、攪拌体は反応容器中の試薬等を十分に攪拌すること
ができる。底面の傾斜角が、所定回転速度における遠心
力による外力が攪拌体に作用した際に、攪拌体が底面に
沿って上昇しないように保持するようにしたので、攪拌
体は遠心力により反応容器内に固定されることはない。

【００１３】したがって、反応容器内部の攪拌体を移動
させることができ、検液を十分に攪拌することができ
る。また、これにより高精度の分析を行うことができ
る。さらに、反応容器として特別な形状のものを用いる
必要がない。

【００１４】請求項２に記載された発明では、最下位置
又は最上位置に位置する反応容器のいずれかを鉛直方向
に近づけることができるので、ノズルの侵入や測光を容
易にすることができる。

【００１５】請求項３に記載された発明では、攪拌体に
は予め測定対象物に対する特異親和性物質が結合されて
いるので、特異親和性物質と測定対象物質との会合確率
が上昇し、反応が促進される。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施の形態
に係る分析装置１０を示す縦断面図、図２は分析装置１
０に組込まれた分析部４０の構成を示す図、図３は本分
析装置１０で用いられる反応容器５０を示す斜視図であ
る。なお、図中Ｗは試料と試薬液との混和液である検液
を示している。分析装置１０は、後述する反応容器５０
を保持するターンテーブル２０と、所定位置に位置する
反応容器５０内に試料及び試薬等を注入・吸引・洗浄を
行うノズル装置３０と、反応容器５０内の検液Ｗを分析
する分析部４０を備えている。なお、図１中５０は直方
体状に形成された汎用の反応容器、６０はほぼ球形に形
成された攪拌体を示している。

【００１７】ターンテーブル２０は、鉛直方向に対し例
えば１５°（＝ｘ）の角度で傾斜配置された回転軸２１
と、この回転軸２１の一端部に取り付けられたテーブル
２２と、回転軸２１を回転駆動する駆動モータ２３とを
備えている。また、テーブル２２の外周には、テーブル
２２に対し上方に所定の角度５°（＝ｙ）をもって形成
されるとともに、反応容器５０を着脱自在に保持する反
応容器保持部２２ａが形成されている。なお、回転軸２
１と反応容器保持部２２ａに保持される反応容器５０ま
での距離は例えば１００ｃｍである。距離１００ｃｍに
おいては、０．２〜１．５ｒｐｓの回転速度において、
角度αを２０°以上であれば攪拌体６０が後述する中心
側端部５２に移動することを確認した。また、角度βは
１０°以上あれば攪拌体６０は必ず後述する外周側端部
５３に移動する。

【００１８】ノズル装置３０は、試薬を分注する第１の
分注ノズル３１と、試料を分注する第２の分注ノズル３
２と、反応容器５０内を洗浄する洗浄ノズル３３と、攪
拌体６０を出し入れするプローブ３４と、これらを位置
決めする位置決め機構３５とを備えている。

【００１９】分析部４０は、光源４１と、スリット４２
と、検出器４３とを備えている。反応容器５０の内側寸
法は、例えば底面が５ｍｍ×１０ｍｍ、高さが１５ｍｍ
のものが用いられている。なお、反応容器５０の底面５
１の中心側端部を５２、外周側端部を５３とする。

【００２０】また、攪拌体６０は、検液Ｗに対して適当
な沈下性を示すものを適宜選択すればよく、比重は例え
ば１．１〜３．０程度のものが用いられる。寸法は、攪
拌機能を有する０．１ｍｍ以上の寸法を有する部分を少
なくとも備えており、球状ないし多角体においては平均
粒径が０．１〜７．０ｍｍ、特に１．０〜５．０ｍｍが
有効であり、好ましくは３±０．５ｍｍ程度である。ま
た、攪拌体６０の材質は、水に不溶性であればいかなる
ものでも良く、例えば、ポリスチレンガラス、ポリアミ
ノ酸、シリカ化合物、磁性体等から適宜目的に応じて選
択すれば良い。

【００２１】ここで、分析部４０の透過光路は、反応容
器５０の最下部に位置したときの攪拌体６０より若干上
方に設定されている。なお、上述したように回転軸２１
は傾斜し、また、反応容器保持部２２ａもテーブル２２
に対して下向き又は上向きに角度５°をもって取付けら
れている（図では上向き）ため、反応容器５０の底面５
１は、図１中Ｌで示す最下位置にあるときは、水平面に
対し１０°（＝β）の角度となり、図１中Ｈで示す最上
位置にあるときは、水平面に対し２０°（＝α）の角度
を有することになる。

【００２２】このように、ターンテーブル２０の最下位
置Ｌと最上位置Ｈとで反応容器５０の鉛直方向に対する
向きを変位させることは、上下いずれかの位置にある反
応容器５０を相対的に鉛直方向に近づけてノズルの侵入
や測光を容易にする点で好ましい。

【００２３】なお、本発明において、反応容器保持部２
２ａが、回転軸と垂直な面に対して上述のような角度を
持たせることは、必須要件ではない。また、ターンテー
ブルの回転軸を傾斜させる方法としては、ターンテーブ
ルのみを傾斜させる以外にもターンテーブルと関わって
いる装置部分（ノズル、測光部等を含む）を全体的に傾
斜させるように構成してもよい。

【００２４】このように構成された分析装置１０では、
次のようにして分析を行う。なお、最初にラテックス凝
集免疫測定法（ＬＰＩＡ法）を用いた分析方法について
説明する。すなわち、最下位置Ｌに位置している反応容
器５０内に攪拌体６０をプローブ（不図示）を用いて投
入する。投入された攪拌体６０は、反応容器５０の底面
５１の低い側、すなわち、外周側端部５３に移動し、静
止する。

【００２５】次に血液等の試料と、試料中の測定対象物
である病原菌等に対し特異親和性物質を結合させたラテ
ックス微粒子を懸濁した試薬とをそれぞれ専用の分注ノ
ズル３１，３２で反応容器５０中に分注する。

【００２６】駆動モータ２３を作動させることにより、
１分１回転程度でテーブル２２を回転させ、反応容器５
０を最下位置Ｌから最上位置Ｈまで移動させる。反応容
器５０が最上位置Ｈに位置するときの底面５１の角度及
び攪拌体６０の質量、検液Ｗの密度、駆動モータ２３に
よるテーブル２２の回転数等の各パラメータを適宜設定
することで、テーブル２２の回転に伴って攪拌体６０に
作用する遠心力は、攪拌体６０の重力に抗することがで
きない。このため、反応容器５０中の攪拌体６０は最上
位置Ｈに到達すると、反応容器５０の底面５１の低い
側、すなわち、中心側端部５２に移動する。このため、
検液Ｗ内には乱流が発生し、攪拌される。

【００２７】同様に反応容器５０が最上位置Ｈから最下
位置Ｌに移動したときは、攪拌体６０は元の位置、すな
わち外周側端部５３に戻るので、検液Ｗ内に乱流が生
じ、攪拌が行われる。

【００２８】この攪拌により反応が終了した検液Ｗを収
容した反応容器５０は、最下位置Ｌに移動する。そし
て、分析部４０の光源４１及び検出器４３により反応容
器５０中の検液Ｗの吸光度を測定することで、ラテック
スの凝集量を検出し、測定対象物質の定量を行う。この
とき、攪拌体６０は、反応容器５０中の外周側端部５３
に静置しているため、吸光度測定には影響を与えること
はない。したがって、高精度の測定を行うことができ
る。

【００２９】定量測定が終了した後、反応容器５０内に
洗浄ノズル３３を挿入し、反応容器５０を洗浄する。こ
のとき、攪拌体６０も同時に洗浄される。なお、攪拌体
６０は測定毎にプローブ３４を用いて出し入れしてもよ
い。また、予め攪拌体６０が投入されている反応容器５
０を測定毎に反応容器保持部２２ａに取り付けるように
してもよい。さらにまた、上述した手順は、免疫比濁法
（ＴＩＡ法）や一般生化学項目の分析に用いることがで
きる。

【００３０】上述したように本実施の形態に係る分析装
置１０によれば、特別な形状の反応容器を用いることな
く、容器内部の攪拌体６０を移動させることができ、検
液Ｗを十分に攪拌することができる。また、これにより
高精度の分析を行うことができる。

【００３１】図４は本発明の第２の実施の形態に係る分
析装置１０Ａの要部を示す断面図である。なお、本第２
の実施の形態において、上述した第１の実施の形態と同
一機能部分には同一符号を付しその詳細な説明は省略す
る。なお、本分析装置１０Ａにおいては、ビーズ固相法
を用いてヘテロジニアスの系としての分析方法について
説明する。また、分析部４０の代りに分析部７０が設け
られている。分析部７０は、フォトマル７１を備えてお
り、後述する固相６１の測光を行う。

【００３２】ビーズ固相法においては、攪拌体６０に予
め測定対象物質に対する抗原等の特異親和性物質を結合
しておく。以下、特異親和性物質が結合した攪拌体６０
を固相６１と称する。

【００３３】次に、分注ノズル３１により試料と、分注
ノズル３２により反応に携わる溶液、例えば免疫緩衝液
又は稀釈液とを反応容器５０内に分注する。上述したの
と同様にテーブル２２を回転させることにより、反応容
器５０中を固相６１が移動し、乱流を発生させ、反応が
進行する。このとき、固相６１自身が動くことにより、
特異親和性物質と測定対象物質との会合確率が上昇し、
反応が促進される。

【００３４】次に、洗浄ノズルで反応容器５０内をＢ／
Ｆ（Ｂｏｕｎｄ／Ｆｒｅｅ）分離洗浄を行う。そして、
標識試薬を反応容器５０内に分注ノズルを用いて分注す
る。そして、テーブル２２を回転させて同様にして攪拌
を行う。

【００３５】そして、洗浄ノズルで反応容器５０内をＢ
／Ｆ分離洗浄を行う。標識試薬を除去した後、フォトマ
ル７１による蛍光又は発光測光により試料中の測定対象
物質の定量を行う。ここで、フォトマル７１の受光用光
路乃至受光視野の中心線は、反応容器５０の最下部に位
置したときの攪拌体６１の中心点とほぼ合致するように
設定されている。

【００３６】本第２の実施の形態に係る分析装置１０Ａ
においても、上述した分析装置１０と同様の効果が得ら
れる。また、攪拌体６０に測定対象物質に対する特異親
和性物質が結合した固相６１を用いて攪拌を行っている
ため、特異親和性物質と測定対象物質との会合確率が上
昇し、反応が促進され、より高精度の分析を行うことが
できる。また、攪拌体６１の位置が常に反応容器５０の
最下部に位置し、これにフォトマルが向けられているの
で、最大量の受光データを安定に得ることができる。

【００３７】なお、本発明は実施の形態に限定されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形
実施可能であるのは勿論である。例えば反応容器の形
状、ノズルや測光手段や試薬の種類等を上述した作用効
果が得られる範囲で種々変更してもよい。また、上述し
た実施形態では、分析に係る各処理をテーブル２２の最
も低い位置にある反応容器５０に対してのみ行っている
が、反応容器保持部２２ａのテーブル２２に対する傾斜
の有無又は角度に応じて、最も高い位置または途中の高
さ位置にある反応容器５０に対して、１ヶ所または別々
のポジションで各処理を行うように配置してもい。

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば、反応容器内部の攪拌体
を移動させることができ、ターンテーブルの回転速度を
高速にすることなく試料と試薬とを十分に攪拌すること
ができる。また、これにより高精度の分析を行うことが
できる。さらに、反応容器として特別な形状のものを用
いる必要がない。また、攪拌体の反応容器における位置
が常に特定位置（回転中に変位する最下部）にあるの
で、ノズルの侵入や測光を効率よく行えるという利点も
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る分析装置を示す縦
断面図。

【図２】同分析装置に組込まれた分析部を示す縦断面
図。

【図３】同分析装置で用いられる反応容器及び攪拌体を
示す斜視図。

【図４】本発明の第２の実施の形態に係る分析装置に組
込まれた分析部を示す縦断面図。

【符号の説明】

１０，１０Ａ…分析装置 ２０…ターンテーブル ３０…ノズル装置 ４０，７０…分析部 ５０…反応容器 ６０…攪拌体 ６１…固相

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｇ０１Ｎ 35/04 Ｇ０１Ｎ 35/04 Ａ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】測定対象物の分析を行う分析装置におい
   て、 試薬と試料とを反応させるとともに、沈降性と適宜の転
   がり易さを有する攪拌体を収容する反応容器と、 その回転軸が鉛直方向に対し所定角度を持って配置され
   たターンテーブルと、 このターンテーブルを所定回転速度で回転させる駆動機
   構とを備え、 前記底面の傾斜角が、前記所定回転速度における遠心力
   による外力が前記攪拌体に作用した際に、前記攪拌体が
   前記底面に沿って上昇しないように保持することを特徴
   とする分析装置。
2. 【請求項２】前記ターンテーブルの外周部には、前記反
   応容器を保持する反応容器保持部を備え、 前記反応容器保持部は、前記反応容器を、前記反応容器
   が前記ターンテーブルの最下位置に位置するときと前記
   反応容器が最上位置に位置するとことで反応容器の底面
   が鉛直方向に異なる角度に傾斜するように保持するよう
   にしたことを特徴とする請求項１に記載の分析装置。
3. 【請求項３】前記攪拌体には予め前記測定対象物に対す
   る特異親和性物質が結合されていることを特徴とする請
   求項１または２に記載の分析装置。