JPS59214769A - 自動化学分析装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は血液などの自動化学分析装置、特に密閉型の回
転式反応器を備えた装置に関″する。

［従来技術］ 現在、この種装置は病院において患者の検査手段どして
広く使用されているが、該装置を大別１゛ると、大きく
は回転反応器を使用したクローズドタイプとベルトやチ
ェーンを使用して反応管を移送するオープンタイプとが
ある。夫々に特徴があるが、クロ、−ズドタイブは検査
試料が飛散しないので検査室内の汚染が無く、安心して
装置を使用できる点でオープンタイプに比し優れている
。

従来使用されている反応器の試料及び試薬の撹拌は １）撹拌棒を用いて機械的に撹拌する方法。

２〉ユニット全体を機械的に振動さして撹拌する方法。

３）空気を吹き付けて液体を回して撹拌する方法。

４）気泡を液体中に導入して撹拌覆る方法１、があり、
１）〜３〉は主にオープンタイプで使用され、４）の方
法はクローズドタイプで使用されている。

しかし、上記１〉の方法はｍ造的に複雑になり、撹拌棒
の洗浄が困難で自動化学分析で大きな問題になるクロス
コンタミの要因となると言う欠点がある。又、２）の方
法は機械的な振動により各部の締付（）部分が緩む可能
性があり、且つ試薬ににっでは振動により気泡が生ずる
恐れがある。３）の方法は構造的に複雑になり、撹拌の
信頼性に乏しく、更に試お）溶液の飛散が激しい等の欠
点がある。４）の方法は上記４つの方法の中では最も優
れた方法であるが気泡が液体中に残る可能性があるので
、その対策が必要であるのと、若干反応管が大きくなる
という問題がある。

［発明の目的］ 而、して、本発明は上記点に鑑みてなされたもので、ク
ローズドタイプにおいて、撹拌における諸弊害を解消し
得る装置を提供することを目的とするものである。

［発明の構成コ 本発明の構成上の特徴は水平方向に回転軸を有する円盤
状の回転体に放射状に多数の反応管を設け、該回転体を
水平軸の回りに略１８０度の角度範囲に亙り反復回転す
る機構を備え、特定位置において前記反応管に試料、試
薬等の導入を行ない、あるいは該反応管から他への液の
移送を行なうように構成し、前記回転体の反復回転によ
り試料及び試薬の撹拌を遂行するようにした自動化学分
析装置に存する。

［実施例］ 以下本発明を図面に示した実施例に基づき詳述づる。

第１図は本発明の一実施例の縦断面図、第２図はその主
要部をなす反応管を有した回転体の正面図である。図中
、１は円盤状をなした回転体で、該回転体は水平方向に
回転軸を有している。該回転体には回転軸から放射状に
延びる線に沿って対称的に多数の反応管ａ、ｂ、ｃ、ｄ
、ｅ、・・・　・・・０、ｐが固定されている。該反応
管は例えばガラス等の耐薬品性に優れた透明物質で形成
されており、断面は矩形に形成されている。又、該各反
応管の上部はジヨイントを介してバイ゛プ２ａ、２ｂ、
２ｃ、・・・　・・・２！０．２ｐに接続し、そのパイ
プの他端は回転体の透孔３にジヨイントを介して接続し
ている。該透孔３はバルブブロック４の透孔５と接続可
能であり、該両道孔が接続したとき、バイブロを介して
外部のポンプや廃液槽に接続する。

前記反応管ａ、ｂ、ｃ、・・・　・・・ｐの他端は回転
体１の内部に形成した透孔３′に接続しており、又該透
孔はバルブブロック７の透孔８に接続可能である。該透
孔８はジヨイントを介してパイプ９に接続し、試わ１と
試薬の混合液を導入する流路系（図示せず）に接続する
。１０は第２試薬の導入用のパイプで、前記バルブブロ
ック７に設けられており、８と同様な透孔により回転体
１の各反応管の透孔と接続可能である。パイプ１１は排
液用の流路系に接続しており、第２図において例えば反
応管ｇの位置の検出位置において検出された試料溶液が
該位置において排液槽に排出される。該検出位置には図
示しないが回転体の反応管を挾んで光源と光検出器が置
かれ、比色測定が行なわれる。更に、パイプ１２は洗浄
液の導入用であり、該バイブを介して水等の洗浄液がυ
］液液後反応管内に導入され、内部が綺麗に洗浄される
。前記バルブブロック４にもパイプ１０，１１．１２に
対応する位置に５及び６と同様な透孔及びバイブが設（
）てあり、バルブブロック７と４の各透孔ど回転体１の
反応管に接続した透孔が第１図の様に！１しんだ場合に
試料溶液や試薬、洗浄液が注入され、又は排液が実行さ
れる。

１３は回転軸であり、前記回転体１、バルブブロック４
及び７を異通し、両端は軸受１４及び１５を介して固定
枠１６及び１７に保持されＣいる。

前記バルブブロック４及び７は該回転軸にキー等を用い
て固定されているが、回転体１は軸１３に（よ固定され
ておらず、バルブブロック４と７との間の押圧力により
一体化され、回転が伝達される。

従って、該回転体１を何等かの手段で固定状態にすると
回転はバルブブロック４と７のみに伝達されるようにな
る。１８は前記回転軸の一端に固定された歯車で、歯車
１９を介してモータ等の回転駆動源２０に接続している
。該回転駆動源は前記回転体１を略１８０度の角度範囲
に厘り反復回転可能なものが使用される。

前記回転体の外周部には第２図から解るように反応管の
個数と同数の満又は穴２１が形成してあり、該穴を回転
体１のロック用として使用する。

２２はロックビンであり、シリンダー２３内に摺動自在
に収容されており、他端はステッピングモータ、偏心カ
ム、矩形枠体等からなる駆動機構２４に連結している。

このような構成において、ロック駆動機構２４によりビ
ン２２を回転体１の穴２１内に押込んだ状態Ｃモータ２
０を駆動すると、回転体１は枠体１６、に固定された状
態にあるので、歯車１９，１８を介しての回転軸１３の
回転はバルブブロック４と７のみに伝達される。この状
態でモータ２０を１ステツプ分（反応管を１個分送る量
）回転させると前記バルブブロックに設りだ試料溶液、
試薬洗浄液等の接続が次の反応管に切換えられる。

又、前記ロック機構を解除してビン２２を回転体１の穴
２１から抜ぎ出し、モータ２０を駆動すると回転体１と
バルブブロック４及び７は一体に回転する。この回転因
（′角度）は略１８０度稈度となし、正転・反転が行な
われる。

第３図は第１図及び第２図の装置を実際に使用ヅる場合
の動作を説明するもので、（ａ　）は回転体１の反応管
ａに試料及び第１試薬の混合液を導入する過程を示して
いる。Δの位置が試料導入位置である。このとき、同時
に８の位置で第２試薬が他の反応管（２）に注入されて
いる。又、Ｃは光検出位置、Ｄは排液位置、［は洗浄位
置である。

尚、実際には洗浄は２回以上行なわれるが、ここでは１
回として表示してあり、又該洗浄液の排液も示していな
い。（ａ＞図で試料の導入が終了するとモータ２０を駆
動し、回転軸を介してバルブブロック４と７と共に回転
体１を矢印方向に回転させ、ａの反応管を（ｂ）図に示
すように約１８０度回転した位置に移動させる。この状
態で、ロック駆動機構２４を働かせ、ビン２２を回転体
の穴２１内に押込み回転体１のみを固定状態にする。

ぞして、モータ２０を駆動してバルブブロック４と７を
１ステツプだ（プ逆転させる。この状態では試斜導入用
のパイプ９（第２図）は反応管すに接続するようになる
。その後、ロック機構を解除し、同時にモータ２０を駆
動して（ｂ）の矢印の様に全体を逆転させると、（Ｃ）
図に示ずように試料導入位置△には反応管すが配置され
る。そこで、次の試料を反応管すに第１試薬と共に導入
する。

この様な動作を何回か繰返すと（ａ）図で試料を導入し
た反応管ａは＜ｄ　）図に示すように第２試薬の注入位
置Ｂに到達し、ここで所定の第２試薬が試料と第１試薬
との混合液に混入される。更に、何回か上記反復回転が
実行されると反応管ａは検出位装置Ｃに到達し、比色検
出がなされる。該検出の直後、又は複数ステップ後の適
宜位置で試料と試薬の混合液は排液され（Ｄ）、更に数
ステップ後に「の位置で洗浄が行なわれる。そして、反
応管の数だ（）前記反復回転が実行されると、第３図（
ａ　）に示す状態、即ち反応管ａが試料導入位置Ａにく
る状態に戻る。

以上の動作から解るように、各反応管は試旧液と第１試
薬が導入されてから第２試薬が注入されるまでに何回も
反転されるので、該各反応管が第２試薬の位置に到来し
たときには完全に撹拌が終了している。又、第２試薬が
注入された後も何回もの反復回転がなされるので、該溶
液が検出位置Ｃに到来したときには充分な撹拌がなされ
ている。

斯かる撹拌は反応管を倒立させて攪拌覆るいわば自然攪
拌でおり、気泡の発生も殆／υどなく、又機械的な振動
やクロスコンタミの心配も全くなく、更には液体の飛散
も生じない。

本発明では上記攪拌に関する効果のみでなりイ」帯内に
種々の効果が期待できる。即ち、自然攪拌であるので反
応管として内容積の小さいものが使用でき、従って試料
溶液や試薬が著しく微量化できる。又、全体が小形化で
き回転スピードを速くできるので、処理のスピードが向
上できる。更に、第４図に承りように、水平方向に複数
段の反応器を結合するのみでコンバク１〜なマルチ化が
達成Ｃぎる。尚、第４図において、モータは２０のみ使
用し同一の回転軸に２個（２個以上でも良い）の回転体
１ａ、Ｉｂ、バルブブロック４ａ、４．ｂ。

７ａ、７ｂが保持してあり、両回転反応器が同時に駆動
される。このとき回転体のロック機構は２４、ａ、２４
ｂで示Ｊように２個使用される。２５ａ、２５ｂは検出
用の光源、２６ａ　、２６ｂは光検出器で、該光源と検
出器は回転体１ａ、ｌｂを挾んで対向配置されている。

この構成は第１図の場合も同様である。

［効果１ 以上説明したように、本発明では多数の反応管を放射状
に有した回転体を水平軸の回りに（つまり垂直方向に）
略１８０度の角度範囲で反復回転して、試料溶液の分析
を行なうように構成しているので、試料と試薬の攪拌は
反応管を多数回にわたり倒立させる自然攪拌になり、従
来の種々な攪拌方法の持つ欠点は完全に解消できる。そ
して、処理のスピード化や試料や試薬の微量化が可能と
なり、更にはコンパクトにマルチ化が達成できると言う
効果が得られる。

［変形］ 尚、上記は本発明の一実施例であり、実施にあＩｃつで
は種々な変更が可能である。例えば、回転体の両側にバ
ルブブロック４と７とを設りたが、該バルブブロックは
いずれか１個使用し、第５図に示すように回転体の１の
外方より該回転体の回動に同期して出入りする試料や試
薬の注入機構２７及び２８等を設けるように構成しても
良い。又、検出器の数や位置は図に限定されるものでは
なく、所望の位置に所望の数設置り゛れば良い。更に回
転体の回動角度範囲は１８０度に覆る必要はなく、試料
と試薬の攪拌が充分に可能であればそれより小さい範囲
でも、或いはそれより大きな範囲でも良い。更に又、上
記は反応管を検出セルとして使用した場合であるが、攪
拌の終了した試料溶液を該反応管から別の試料セルに移
送し、そのセルにおいて比色検出をするように構成して
も良い。更に又、上記では単一の反応器で試料の導入か
ら検出まで実行したが、各反応管に別個の試料を同時に
導入し、攪拌のみを同時に行なうように構成しても良い
。この場合、多数の試料を導入した後、回転体を数回以
上反復回転させ、該攪拌の終了した試料溶液を次のステ
ップ、例えば検出セルに導くようにすれば良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す縦断面図、第２図は第
１図の一部の正面図、第３図は第１図及び第２図の動作
説明図、第４図及び第５図は本発明の他の形態を示す図
である。 １：回転体 ２ａ〜２ｐ：パイプ ４．７：バルブブロック １３：回転軸 ２０；モータ ２１：ロック用穴 ２２：ロック用ビン ２４：ロック用駆動機構 ａ−ｐ：反応管 ↑ 蹟 ぬ し　　　Ｃ 第３図（ｂ） 第３図（ｄ） ν　　Ｃ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１〉水平方向に回転軸を有する円盤状の回転体に放射
   状に多数の反応管を設け、該回転体を水平軸の回りに略
   １８０度の角度範囲に亙り反復回転する機構を備え、特
   定位置において前記反応管に試料、試薬等の導入を行な
   い、あるいは該反応管から他へ液の送液を行なうように
   構成し、前記回転体の反復回転により試料及び試薬の撹
   拌を遂行することを特徴とする自動化学分析装置。 （２・）前記回転体の片側又は両側にバルブブロックを
   置き、前記回転体と同一の回転軸に保持せしめ、一体内
   に回転可能に構成した特許請求の範囲第１項記載の自動
   化学分析装置。 （３）前記回転体とバルブブロックは相互に回転可能で
   あり、１ステツプずつ相互回転させる機構を備えている
   特許請求の範囲第２項記載の自動化学分析装置。 （４）前記反応管が検出用のセルを兼ねており、回転体
   を挟んで任意位冒に光源と光検出器が少なくとも１対設
   置されている特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれ
   かに記載の自動化学分析装置。 （５）前記反応管とは別に検出セルが設けられ、該反応
   管から該セルに反応試料溶液を移送して検出する特許請
   求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記載の自動化学
   分析装置。 （６）前記試料や試薬の導入を回転体の外周部に配置し
   た尋人機構から反応管の中に注入する構成の特許請求の
   範囲第１項記載の自動化学分析装置。 （７）複数個の回転体を水平方向に並置し、単一の駆動
   機構により回転させるようになした特許請求の範囲第１
   項乃至第６項のいずれかに記載の自動化学分析装置。