JPS61212765A - 液体処理 - 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】 技術分野 この発明は液体処理装置、及び流体試料の分析のための
装置に関するものであって、血液のような生物学的流体
の成分の分析のための装置に特に適用することができる
。

発明の背景及び従来技術 臨床医学的分析装置は、吸収、光散乱、及び／又は螢光
のような技術による、動態分析及び終点分析を含む押挿
の分析を行うのに有効である。多くの化学分析は関連の
化学反応が温度に敏感であるので制御された安定な温度
で行われなければならない。例えば、通常の臨床医学的
分析装＃においては、生の又は希釈した試料が分析のだ
めの一つ以上の反応物と混合され、そしてその結果生じ
る混合物は定温領域において維持されて所望の分析温度
、例えば、試料物質及び試薬物質が通常蓄積される温度
よりも相当に高い温度である５７℃にされる。遠心形の
臨床医学的分析装置は一般に、隔置された細長い半径方
向に延びたキュベツトの遠心配列体を備えた多キュベツ
ト回転体組立を利用しており、このキュベツトのそれぞ
れには、しばしば血液又はその他の生物学的流体である
第１反応物を最初に保持するための内側室と、一つ以と
の異なった反応物を最初に保持するための外側室ンがあ
る。この二つの室は分割構造物で分離されており、反応
物は混合、反応、及びその後の分析のために遠心力によ
ってキュベツトの外方端にある分析領域に転送される。

典型的には少量の試料（２〜２０マイクロリツトル）が
内側室に装てんされ且つ約２００マイクロリツトＩしま
での量の反応物が外側室に装てんされる。装てん後、各
回転体はこの回転体及びこれの幾つかのキュベツトにお
ける反応物を分析温度に平衡させるために通常定温状態
におかれ、そしてこのような室温状態の後目転体の内容
物が分析される。代表的な分析順序においては、回転体
組立はまず１０［１ｒｐｍで回転させられ、次に反応物
を内側室から転送するために約１秒間約４０００ｒｐｍ
に加速され、次に試料及び反応物を混合するために制動
され、そして次に分析のために分析速度（典型的には５
００〜１（１１０００ｒｐ＋：で、ヒげられる。

そのような分割装置は普通、血液、血しよう又は血清成
分のような生物学的流体の分析に使用されて、グルコー
ス、コレステロール、クレアチニン、総たん白質、カル
シウム、りん、好素などに対する吸収度様式の分析、及
びグルコース、胆汁酸、フｚ　＝−トイン、フエオフイ
リ７　（ｐｈｅｏｐｈｙｌｌｉｎｅ　）、ゲンタマイン
ンなどに対する螢光又は光散乱様式の分析を行う。

発明の要約 この発明の一態様に従って、試料物質が適当な蓄積温度
で蓄積される第１領域、及び第１領域の温度よりも高い
、制御され且つ安定化された温度に維持される第２領域
を備えた分析装置が与えられる。分析キュベツトが第２
領域にあり、又ある量の試料物質を装てんのための第１
領域から第２領域における分析キュベツトへ転送するた
めに転送機構が設けられている。この転送機構はプロー
ブ移送キャリッジに取り付けられた液体処理フロ−ブ、
及び移送キャリッジを第１領域と第２領域との間で移動
するための駆動機構を備えて（・る。

移送キャリッジは液体処理プローブに接続された蓄積室
、この蓄積室と熱交換関係にある熱エネルギー供給装置
、及び移送キャリッジによって所有された熱センサ装置
を備えている。熱センサに応答する装置は移送キャリッ
ジに熱エネルギーを供給して蓄積室を第２領域とほぼ同
じ温度に維持する。望ましくは、光営式、導電式又は静
電容量式のような適当な形式の液体センサ装置が、プロ
ーブの先端部と蓄積室との間の領域における液体の存在
を検出するために移送キャリッジによって所有される。

液体計量供給装置が移送キャリッジに接続さ４ており、
又、駆動機構及び計量供給装置を動作させて分析のため
の所定量の試料物質をプローブ及び蓄積室に引き入れ且
つこの所定量のものを温度平衡状態において第２領域に
おける分析キュベツトに供給するようにするために制御
装置が設けられている。

採択実施例においては、移送キャリッジは、液体処理プ
ローブが一端に固定取付けされている金属製片持アーム
の形態をした熱的質量体、金属製アームに埋め込まれた
温度センサ、及び片持アームの長さに沿ってそれを直接
的熱伝達関係において配置された加熱装置を含む熱エネ
ルギー供給装置を備えている。蓄積室は金属製アームに
コイル状に埋め込まれた細長い管形導管である。

特定の実施例においては、試料物質及び試薬物質が第１
領域に蓄積され、二つのプローブがキャリッジに取り付
けられ、移送キャリッジが各プローブに一つずつ接続さ
れた二つの蓄積室を備えており、そして制御装置が駆動
機構及び計量供給装置を動作させて所定量の試料物質及
び試薬物質をプローブ経由で蓄積室に引き入れ且つこの
所定量の試料物質及び試薬物質を温度平衡状態において
第２領域における分析キュベツトに供給するようにする
。分析場所、並びに分析キュベツトを順次、このキュベ
ツトが試料物質及び試薬物質を装てんされる装てん場所
に移送し、次に試料物質及び試薬物質の測光分析のため
の分析場所に移送するための移送機構と共に、複数の分
析キュベツトが第２領域にある。

別の実施態様に従えば、液体処理プローブは、移送キャ
リッジにおいて、ねじ部分及びこれの一端におけるテー
パ付きの肩部を備えた貫通溝に固定された金属音である
。締付は装置は、ねじ円筒部及びこのねじ円筒部を軸方
向て貫通した通路であってねじ円筒部における軸方向に
延びた指状部分の円周配列によって部分的に規定されて
いる通路を備えた締付は部材からなっていて、各指状部
分にはこれの一端てテーパ面がある。金属管を締付は部
材胴体における軸方向に延びた通路に通して締付は部材
をねじにより貫通通路に固定すると、指状部分のテーパ
付きの端面がテーパ付きの肩部と接触して指状部分を内
方へ移動させて金属管を支持部材に締め付ける。この配
列はプローブ先端部を精密な整列関係において配置する
ための各プローブの個別の調整を容易にする。

この発明の別の態様に従って、誘電材料の管形部材から
なっていてこれの対立する側に導電性板状素子を備えて
おり、この管における流体の関数として変化するキャパ
シタンス値を持った電気コンデンサを形成している液体
センサ装置が設けられている。特定の実施例では、この
管形部材は移送キャリッジにおける蓄積室とプローブ先
端部との間の直列流路に接続されている。キャパシタン
ス値を監視してプローブ及び蓄積室における流体の性質
の表示を与えるようにするための装＃は、コンデンサを
循環的に充電したり放電させたりしてコンデンサの充電
（又は放電）率を監視し、管形部材における流体の種類
の表示を与えるようにするための装置からなっている。

採択実施例では、管形部材は円筒形態のものであり且つ
コンデンサ板状素子は管形部材の対立する側にめっきさ
れた細長い電極であって、各電極は約９０°の角度広ｂ
；りを持っている。可変周波数発振器がコンデンサを繰
り返して充放電させるためのコンデンサ充電制御回路に
接続されており、又発振器の周波数を調整して特定の流
体がコンデンサの充電（又は放電）率の関数として、従
って管における流体の誘電（及び／又は導電率）特性の
関数として同定され得るようにするための装置が設けら
れている。センサ管は直線又はその他の形状のものでよ
く、押挿の液体検出用途に使用することができる。特定
の実施例に鉛いては、そのような二つの検出装置が移送
キャリッジの片持アームにおいてプローブ入口と蓄積室
との間に取り付けられている。この実施例においては、
長い熱時定数の材料からなる多キュベツト分析組立体が
使用されており、少ない（１立方センチメートル未満）
、精密な、操作員選択による量の試料液体及び試薬液体
が同時に（蓄積室を経由して）供給容器から分析キュベ
ツトに約１秒の時間で転送されるが、この時間はこれら
の試料液体及び試薬液体が分析温度に熱平衡するのに十
分であり、従って更なる熱平衡時間は実質上必要とされ
ない。この実施例では、臨床医学的分析装置は遠心形の
ものであって、隔置された細長い半径方向に延びた複数
の室キュベツトの円周配列を備えた多キエベント回転体
を使用しており、それぞれの室キュベツトには第１反応
物（しばしば血液又はその他の生物学的流体の試料）を
最初に保持するための内側室と、一つ以上の異なった反
応物を最初に保持するための外側室とがある。回転体が
装てんされた後、それらの反応物は混合、反応、及び測
光又はその他の適当な分析技術によるその後の分析のた
めに遠心力によってキュベツトの外側端部にある分析領
域に転送される。

この発明の採択実施例は、試料及び試薬が同時にプロー
ブ及びセンサ管を通して熱交換器アームにおける直列接
続の蓄積室にそれぞれ引き入れられ、ここで試料液体及
び試薬液体の温度が比較的　　。

低い蓄積温度からこれより相当に高い分析温度まで急速
に高められ、従って吸引された試料液体及び試薬液体が
移送アームの試料場所及び試薬場所から装てん場所への
移動のほぼ１秒間の間に分析温度に急速に平衡させられ
、装てん場所においてピペット採取量の試料及び試薬が
熱平衡の分析キュベツトへ分配されるようになっている
分析装置を与える。反応組成物がキュベツトに分配され
たときにはキュベツト及び組成物が熱平衡状態にあるの
で、熱平衡のための定温保持期間は必要とされず、従っ
て操作員指定のキュベツトの充てんが完了するやいなや
装てんキュベツトの分析を開始することができる。試料
液体又は試薬液体が蓄積室に適当に引き入れられていな
いことを試料センサ又は試薬センサが知らせると、充て
ん順序が終了されるか又は指定し直され、吸引された物
質が洗い流され、そして分析装置ｈｔ自動的に次の転送
順序を開始する。

この発明のその他の特徴及び利点は特定実施例について
の次の説明が図面と関連して進むにつれて理解されるで
あろう。

第１図ないし第６図について述べると、そこに図示され
た分析装置は遠心形のものであって、分析区画１２及び
試料／試薬蓄積区画１４を備えており、これらは熱絶縁
壁１６によって分離され且つ１８で線図的に示された熱
絶縁壁によって取り囲ま八ている。分析区画１２では、
１９８４年６月６１日出願の係属中の同時出願の米国特
許出願第６１５６４４号、発明の名称「遠心分析装置回
転体（ＣＥＮＴＲＩＦＯＧＡＬ　ＡＮＡＬＹＺＥｉＲＲ
ＯＴＯＲ３月に示された形式の分析回転体２０の積重ね
が配置されている。この米国特許出願の開示事項をここ
に援用する。分析区画１２における回転体２０は、この
出願と同時に出願された係属中の同時出願の米国特許出
願第７０６０７２号、発明の名称［分析装置（ＡＮＡＬ
ＹＳＩＳ　　ＳＹＳＴＥＭ）ｊ　　に相当詳細に記載さ
れているように区画１２を通る湿度安定化空気の循環流
によって２５°、３０°又は３７℃（±Ｄ、３℃）の使
用者指定の正確な分析温度に維持される。この米国特許
出願の開示事項もこの出願に援用する。蓄積区画１４は
温度安定化空気の同様に楯環する流れてよって分析区画
よりも相当に低い習１度、例えば１４〜１５°Ｃ（±２
°Ｃ）に維持される。

分析回転体２０の供給品は分析区画１２において供給塔
２２に隔置積重ね式で蓄えられる。各回転体２０は５９
１固の分析キュベツト２４の円周方向の配列を備えてい
て、各キュベツトには二つの装てんポー）２６．２８が
ある。回転体２０は長い熱時定数の紫外線透過性プラス
チックでできているので、供給塔２２における積重ねの
下方の回転体は分析区画１２の温度と平衡している。区
画１２には又、図示されていないステップモータによっ
て位置指定される位置指定可能な回転体支持台６２が配
置される装てん場所６０、直流駆動機構（図示されてい
ない）によって回転駆動される回転体支持台３６のある
分析場所３４、固定回転体支持台４０のある留置場所３
８、使用済み回転体が受は止められる受止め柱４４のあ
る放棄スタック４２、回転体２０を取り上げたり放した
りする一対の関節のあるアームを備えたキャリパ組立体
４８を含む、回転体２０を場所から場所へ移送するため
の移送機構４６がある。この移送及び回転体処理装置の
更なる詳細事項はこの出願と同時に出願された係属中の
米国特許出願第７０６０．７３号、発明の名称［キュベ
ツト処理（ＣＵＶＥＴＴＥＨＡＮＤＬＩＮＧ）Ｊ　を参
照すればよい。この米国特許出願の開示事項もこの出願
に援用する。

蓄積区画１４には、（それぞれ２０　ミＩＪ　１３ツト
ルの容量の）２０個の試薬容器５２の配列体が配置され
且つ位置指定用モータ（図示されていない）によって試
薬場所５４を通過して移動される試薬台５０、及び４４
個の４分の１ぼりリットル試料カップ５８を保持し且つ
位置指定機構（図示されていない）によって試料場所６
０を通過して移動さする移送リング５６が配置され℃い
る。隔離室６２は、７ランジ６４が分離壁１６に着座し
且つ室６２が試薬場所５４及び試料場所６０の上方に広
がっている（第１図に示されたような）動作位置と、室
６２が分析区画１２内へ引っ込んでいて操作員が蓄積区
画１４内の試薬台５０及び試料リング５６に接近するこ
とのできる引込み位置との間で移動可能である。

隔離室６２内には移動可能に転送アーム機構７０が取り
付けられており、この機構はその前端にピペット管７２
．７４を備え、且つ１９８４年４月１２日出願された係
属中の同時出願の米国特許出願第５９９５０９号、発明
の名称［液体処理（ＬＩＱＵＩＤＨＡＮＤＬＩＮＧ）Ｊ
　　に示された形式の駆動機構を備えている。この米国
特許出願もこの出願に援用する。この駆動機構は、試薬
場所５４、試゛料場所６０分離壁１６に配置された洗浄
場所７６、及び、ピペット管７２．７４の先端部がキュ
ベツト装てんポート２６．２８と整列する装てん場所３
０の間で転送アーム７０を移動させるためのものである
。

希釈剤（蒸溜水）がタンク８０に蓄えられており、この
タンクは三方弁８６．８８を通して計量供給ポンプ８２
．８４に接続され℃いる。試料計量供給ポンプ８２は１
００マイクロリツトルの容積を持っており且つ試薬計計
供給ポンプ８４は２５０マイクロリツトルの容積を持っ
て（・て、各計量供給ポンプは精密ステップモータ９０
によって駆動されるピストンを備えている。計量供給ポ
ンプ８２は管系９２及び片持アーム７０を通してプロー
ブ７２に接続され且つ計量供給ポンプ８４は管系９４及
びアーム７０を通してプローブ７４に接続されている。

試薬、試料、洗浄及び装てんの各場所の更なる詳細事項
は第２図及び第３図を参照して理解することができる。

隔離室６２は、その底壁９８における一連の５個の開口
ポート９６、すなわち洗浄場所７６と整列した開口９６
Ｗ（２個）、試料場所６０と整列した開口９６Ｓ、試薬
場所５４と整列した開口９６Ｒ及び試薬容器５２の乾燥
穴９７と整列した開口９６Ｘを備えている。転送アーム
７０は隔離室６２内で移動され、プローブ７２゜７４は
第５図に示された駆動機構によって各開口９６を通して
挿入される。洗浄場所７６にはピペット管７２．７４の
先端部を受けるための二つの円筒形穴９３があり、各試
薬容器５２にはポート９５及び吸込み穴９７があり、又
各試料カップ５８にはポート９９がある。

ピペット転送組立体７０の更なる詳細事項は第４図及び
第５図を参照して理解することができる。

ピペット転送組立体は、約１２．５センチメートルの長
す、約２．３センチメートルの幅、及びその前端におけ
る釣機センチメートルの寸法まで変化する厚さを持った
アルミニウム鋳造アーム１００を備えている。その後端
における垂下部分１０２はボルト１０６及びダウェルピ
ンによって直立駆動部材１０４に固定されている。この
駆動機構は前記の係属中の同時出願の米国特許出願第５
９９５０９号に示された形式のものであって、支持枠１
０８、ステップモータ駆動式親ねじ１１０、及び案内軸
１１２を備えている。駆動部材１０４は、ピボット回転
軸を規定するピボット軸１１４によって支持具１０８に
枢軸回転可能に取り付けられている。

駆動部材１０４のカム従節開口１１８は、ステップモー
タ（図示され℃いない）によって回転駆動される軸１２
２に取り付けられたカム１２０と共働して、移送キャリ
ッジ組立体７０を第５図に示された実線位置と破線位置
との間で約１１°の角度持ち上げる。

２４オームのシリコン絶縁形ヒータ１３０はアヤミニウ
ム製アーム１００の下面に接着され且つリード線１３２
により端子ブロック１３４に接続されており、この端子
ブロックは、固定具１３８゜１４０によってアーム１０
０に固定された支持板１３６に取り付けられている。鋳
物１００にはソケット１４２　（第５図）が形成されて
いて、これを１、隔離がい２ｒ１４６によって板１５６
に固定されたサーミスタ１４４（ＹＳＩ　　４４０３２
精密サ一ミスター２５℃において３００００オームの抵
抗値〕を受けている。板１５６には又、電圧調整器１４
８、減結合及び電力供給コンデンサ１５０，１５）、銅
シールド１５８によって分離された液体センサ回路１５
２，１５４、並びに液体センサ組立体１６０が取り付け
られている。鋳物１００の前端に固定具１６２（第６図
）によって固定されているのは、ピペット管７２．７４
を締め付けるコレットボルト１６６を受けている支持ブ
ロック１６４である。

ア！レミニウム製アーム１００内には試料室コイル１７
０及び試薬室コイル１７２が鋳造されており、こわらの
それぞれは１９番の太さの薄肉ステンレス鋼の管で形成
されている。第７図及び第８図に示されたように、試料
室コイル１７０は１回巻きの形態のものであつ℃、入口
１７４から傾斜渡り部１７５及び平行部分１７６　、１
７８．１８０に涜って出口１８２まで延びており、約１
００マイクロリツトル容積の室を与えている。試薬室コ
イＩし１７２は、第９図及び第１０図に示されたように
、２回巻きの形態のものであって、人口１８４から、平
行部分１８６，１８８，１９０，１９２及び１９４を含
む二つの巻回部を経て出口１９６まで延びていて約２５
０マイクロリツトル容積の室を与えている。試料及び試
薬コイル１７（１、１７２は窒素で清められ、折り曲げ
られ、アルミニウム本体１００における鋳造のための鋳
型内に配置されたスペーサ部材１９８によって第１１図
及び第１２図に示され“たまうに平行に隔置されて固定
されており、これによって生じる鋳物組立体の詳細事項
は第１４図ないし第１６図に示されている。

ピペット支持組立体の更なる詳細事項は第６図、第１７
図及び第１８図の参照により理解することができよう。

各ピペット管７２．７４は６．７センチメードルの畏さ
の２１番の太さの薄肉ステンレス鋼の管（約０．８ＩＩ
Ｊ外径）である。二つの穴がコレットブロック１６４を
貫通していて、各穴の下方部分はコレットボルト１６６
を受けるようにねじが切られ且つ４５度カム面２００を
備えており、又その穴の上方部分は拡大円筒体２０２に
なっていて、これにはタイボン管（Ｔｙｇｏｎ　ｔｕｂ
ｅ　）　２０４が小直径の中間肩部２０６に当たって着
座している。コレットボルト１６６は、第１８図に示さ
れたように、六角形の頭部２０８、それぞれ４５°端面
部２１５を持った隔＃されて軸方向に延びた指状部２１
４を規定する軸方向に延びた溝穴２１２を備えたねじ円
筒部２１０、及び貫通穴２１６を備えており、この貫通
穴には第１７図に示されたよウハステンレス鋼のピペッ
ト管が配置されてこれの上方端がタイボン管２０４へと
延びている。

各ピペット管７２．７４はピペット支持組立体の幾つか
の部品の寸法公差を補ｆｆするために約０．３センチメ
ートルの範囲にわたって垂直方向に調整することができ
る。コレットボルト１６６を締め付けると面２００及び
２１５が接触して指状部２１４が内側に曲がり、ピペッ
ト管が確実に固定される。コネクタ管２０４の上方端は
センサ組立体１６０の共働する突出した金属スリーブ２
１８に受は止められている。

液体センサ組立体１６０の更なる詳細事項は第１７図及
び第１９図ないし第２２図を参照して理解することがで
きる。この検出組立体は管形試料液体センサ２３２及び
管形試薬液体センサ２６４を支持スる成形ウレタンハウ
ジング２３０を備えている。各液体センサは第１９図な
いし第２１図に示された形態のものであって、半径約１
センチメートルの半円に形成された、コーニング（Ｃｏ
ｒｎｉｎｇ）８８７０、コーニング８９４０又はキンプ
ル（Ｋｉｍｂｌｅ　）　Ｒ６のような適当なガラスの管
２３６からなっていて、これの各端部にはステンレス鋼
のスリーブ２１８が接着されている。試料液体センサ２
′５２に対する管２３６Ｓｋま外径が約Ｖ＜リメートル
、内径が約１／４ハリメートルであって約１．５マイク
ロリツトルの容積を規定している。試薬液体センサ２３
４に対する管２３６Ｒは外径が約％Ｑ　’Ｊメートルで
あり且つやや小さ目の肉厚を持っていて、約６マイクロ
リツトルの室容積を規定している。各管２６６の半円形
部分に沿ってそれの対立した側に銀電極板２４０．２４
２　（デュポ７　（ＤｕＰｏｎｔ　）　７７１３シルバ
ーインク）が形成されており、これらはそれぞれ第２１
図に示されたように約９０°の角度広がりを持っている
。コンデンサ板２４０はめつきされた円筒形リード取付
部分２４４から約２センチメートルの管長に沿って延び
て、それの他端２４６がコンデンサｔ！２４２のための
めつきされたリード取付円筒体２４８から約％ミリメー
トル隔置されており、電極２４２の他端２５０は同様に
リード取付円筒体２４４から約％ミリメートル隔置され
ている。第１７図及び第２２図に示されたように、リー
ド２５）（ＡＷ３４０番）は取付円筒体２４４から、ウ
レタンハウジング２３０（第１７図及び第２２図）から
突出しているコネクタ２５４まで延びており、又同様＋
７）　ｌ−ド２５６は取付円筒体２４８からコネクタピ
ン２５８まで延びている。コネクタピン２５４Ｓ及び２
５８Ｓは支持板１３６を通して試料センサ回路１５２へ
の接続を与え、またリード２５４Ｒ及び２５８Ｒは試薬
センサ回路１５４への同様の接続を与えている。

制御回路部の様子は第２３図を参照して理解することが
できる。コネクタ１６４を通してノステム制御器２７０
の回路２６８に加えられたサーｉスタ１４４からの温度
信号に応答して、回路２６８はコネクタ１３４を通して
線２７２上の出力を発生してヒータ１３［）を生かして
アルεニウム製ピペットアームな実質上分析区画１２の
温度に維持する。制御回路部は又縦続接続のシフトレジ
スタ２７４．２７６、及びディジタル・アナログ変換器
２７８．２８０を備えている。制御器２７０の回路２８
２は緩衝増幅器２８６を通して７フトレジスタ２７４に
加えられる線２８４上の直列データ列信号を発生し、緩
衝増幅器２９０を通して供給された線２８８上のクロッ
ク信号に応答して２９直列データ列はレジスタ２７４及
び線２９２を通して縦続接続のソフトレジスタ２７６に
シフトされてシフトレジスタ２７４．２７６にディジタ
ル値をロードする。これらのディジタル値は線２９４に
よりディジタル・アナログ変換器２７８に加えられる試
料値、及び線２９６によりディジタル・アナログ変換器
２８０に加えられる試薬値を指定する。

変換器２７８は増幅器２９８及びコネクタ１６４を通し
て試料回路１５２の入力５００に加えるためのアナログ
出力を与え、又ディジタル・アナログ変換器２８０によ
って発生された試薬制菌信号は増幅器２９８Ｒ及びコネ
クタ１３４を通して試薬回路１５４の入力３００Ｒとし
て加えられる。

試料センサコンデンサ２３２はコネクタ２５４Ｓ、２５
８Ｓを通して回路１５２に接続され且つ試薬センサコン
デンサ２３２　Ｒ％’Ｌコネクタ２５４Ｒ１２５８Ｒを
通して回路１５４に接続されている。

回路１５２は緩衝増幅器３０４を通して制御器２７［１
の試料表示回路部３０６に加えられる線６０２Ｓ上の出
力を与え、又回路１５４は増幅器３０８を通して制御器
２７０の試薬表示回路部５）０に加えられる端子３０２
Ｒにおける出力を与え、そして回路３０６．３１０は回
路２８２に出力を与えて回路１５２　、１５４に加えら
れる試料及び試薬信号を調整することができる。

試料センサ回路部の更なる詳細事項は、試料センサ混成
集積回路１５２（試薬センサ混成集積回路１５４も同じ
である）を示す第２４図の概略図を参照して理解するこ
とができる。この回路部シマ線３２２上の非対称方形波
出力を発生する電圧制御発振器６２０を備えており、線
３２２上の方形波出力の低しベｌし部分の接続時間はデ
ィジタル・アナログ変換器２７８によって入力端子６０
０に加えられるアナログ電圧の関数として変化すること
ができる。線３２２上の方形波出力は反転比較器５２４
及び５２６を通してセンサ回路部３３０に加えられるが
、この回路部には演算増幅器６３６の入力３５４と出力
５５８との間にダイオード３６２と並列にコンデンサ２
６２が接続されており、演算増幅器５６６の入力５６４
における電圧は抵抗３４０．３４２の分割器回路網によ
って制御される。

線５２２上の発振器３２０の出力が低くなると、ダイオ
ード３２６は順方向バイアスを受けてダイオード３２８
に逆方向バイアスを与える。コンデンサ２′５２は抵抗
３４４を通してそのキャパ７タンスだ比例した率で充電
され、従って（線３３８上の）演算増幅器３３６の出力
はコンデンサ２３２の値に反比例した率で（抵抗３４０
，３４２の分割器回路網により与えられる電圧によって
決定される）約１９６ボルトの電圧から下降する。

線３６８上の出力電圧は比較器５４６に加えらするが、
この比較器は抵抗３４８及び３５０の分割器回路網によ
って確立されたしきい値を持っており、従って出力３３
８の電圧がこのしきい値より下に低下すると、比較器３
４４はラッチ３５６のデータ人力３５４を規定する線６
５２上の出力を発生する。

線３２２上の発振器３２０の出力が高くなると、還移電
圧がレベル転換回路３５８を通してクロックパヤスとし
てラッチ３５６に加えられて端子３５４におけるフリッ
プフロップデータ入力が液体情報を更新する線３０２上
の出力として線６０２により制御器２７０に加えられる
。発振器３２０からの高レベル出力は又インバータ３２
４を通して加えられてダイオード６２６に逆方向ノ（イ
アスを与えて、ダイオード６２８が順方向の）くイアス
を受けるようにし１つコンデンサ２３２に対する放電電
流路を確立し、そしてコンデンサｈ″−放電すると演算
増幅器出力６３８における電圧が増大して、ついにはダ
イオード５３２が順方向バイアスを受けるようになるが
、これにより約３３８における出力電圧が約１９．８ボ
ルトに制限されて、各充電サイクルの開始時におけるセ
ンサコンデンサ２３２の初期状態が再確立される。

この回路部はこのようにしてコンデンサ２５３　・の管
２３６における流体の連続監視を与え、緩衝増幅器３０
４（５［１８）を通して制御器２７０に信号を与える。

このシステムは変換器２７８゜２８０　ｒｃよって与え
られる固定アナログ値を確立する（従って特定の耕・類
に対して各コンデンサ管内の流体を監視する一定性形の
測定）ことができ、又はこのシステムはアナログ値を変
えて、各転送サイクル中に管に引き入れられた流体の種
類を決定すること（定量形の測定）ができる。

試料コンデンサ２５２は、それの管２２　ＯＳ　６’−
空気で満たされたときには約２ピコフアラドの値、それ
の管２２０Ｓが希釈液で満たされたときには約４．２ピ
コフアラドの値、それの管２２０　Ｓ　ｂ’−血清で満
たされたときには５．５ピコフアラドの値を持っており
、又試薬コンデンサ２３４は、それの管２２０Ｒが空気
で満たされたときには約６．５マイクロフアラドのキャ
パシタンス値、それの管２２０Ｓが希釈液で満たされた
ときには約７７ピコフアラドの値、それの管が試薬で満
たされたとぎには約９５ピコフアラドの値を持っている
。このように各センサコンデンサのキャパシタンス値は
（場合に応じて）試料液体又は試薬液体がそれの管２２
０内にあるときＫは相当に増大する。これらのキャパシ
タンス値は、コンデンサ２５２゜２３４が電圧制御発振
器ろ２０からの匂の遷移電圧に応答して充電される率を
測定することによって（毎秒１万回を越える率で）ｌ＃
り返して監視さ、れろ。発振器６２０からの方形波出力
の周波数は制御器２７０によってシフトレジスタ２７４
．２７６及びディジタル・アナログ変換器２７８．２８
０を通して指定され且つ変更されて、センサ管２２０Ｓ
及び２２ＯＲにおける流体の種類を示す、比較器ろ４６
からラッチ６５６へのトリガ出力を与えるように選伏さ
れた充電持続時間値を与えるようになる。　　　　　・ ノステム動作の際、駆動機構１１０がアーム１００を試
薬及び試料場所５４．６０に配置し、且つ駆動機構１２
２がプローブ先端部をこれらの場所において容器５２．
５８中に挿入する。液体処理装置ポンプ８２及び８４は
試料及び試薬を同時にピペット７２．７４及び二つのコ
ンデンサセンサ管２２Ｏ８，２２ＯＲを通してアルミニ
ウム製アーム１００における直列接続の蓄積室１７２゜
１７４中にそれぞれ引き入れ、ここで試料液体及び試薬
液体の湖度は区画１４の比較的低い蓄積温度から分析区
画１２の相当に高い操作員選択温度（２５，３０又は３
７℃）まで急速に増大して吸引試料及び試薬の両液体は
試料及び試薬場所６０及び５４から装てん場所３０への
移送アーム７０の移動の約１秒の持続時間中に分析温度
に急速に平衡させられ、装てん場所６０において、ピペ
ットで取られた容積の試料及び試薬が分析区画１２の平
衡温度にある分析キュベツト２４中に分配される。キュ
ベツト２４及び反応組成物はそれゆえ、組成物がキュベ
ツト中に分配されたときに分析温度にある（平衡のため
の定温放置時間は必要とされない）ので、移送キャリパ
４８は操作員指定のキュベツト領域の充てんが完了する
やいなや装てんされた分析回転体を装てん場所３０から
分析場所ろ４へ移動することができる。試料又は試薬セ
ンサ回路１５４又は１５６が制御器２７０に、試料液体
又は試薬液体が蓄積室に適当に引き入れられていないこ
とを知らせると、制御器２７０が装てん順序を終了させ
るか又は指定し直し、吸引１材料が洗浄場所７６へ分配
され、ピペツ）７２．７４が洗い流されて、次の転送順
序が自動的に開始される。

これまでこの発明の特定の実施例を図示し且つ説明して
きたが、技術に通じた者には押挿の変更例が明らかであ
り、従ってこの発明は開示された実施例又はこれの詳細
事項に限定されるべきものではなく、この発明の精神及
び範囲内においてそれらから離れることが可能である。

【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明による遠心分析器システムの諸部分を
示す一部透視図による線図である。 第２図は第１図に示された分析器の分析区画及び蓄積区
画の各一部分を示す上部平面図である。 第６図は筆２図の線６−３に沼って取られた断面図であ
る。 第４図は分析器の転送アーム組立体の上部平面図である
。 第５図は転送アーム組立体及びこれの駆動機構の諸部分
の側部立面図である。 第６図は転送組立体の正面図である。 第７図は試料蓄積室コイルの上部平面図である。 第８図は第７図に示された試料蓄積室コイルの側部立面
図である。 第９図は試薬蓄積室コイルの上部平面図である。 第１０図は第９図に示された試薬蓄積コイｌしの側部立
面図である。 第１１図は隔置して積み重ねられた試料及び試薬蓄積コ
イルの上面図である。 第１２図は隔置して積み重ねられた試料及び試薬蓄積コ
イルの側部立面図である。 第１６図は第１１図の上面図に示された積み重ねられた
コイルの端面図である。 第１４図は第５図の線１４−ｉ４に沼って取られた転送
アームを通る断面図である。 第１５図は第１４図の線１５−１５に浴って取られた転
送アーム鋳物の断面図である。 第１６図は第１５図の線１６−１６ＶＣ沿って取らねた
断面図である。 第１７図は第６図の線１７−１７に沿って取られた断面
図である。 第１８図は締付はボルトの断面図である。 第１９図は試料センサ管の側部立面図である。 第２０図は第１７図に示されたセンサ管の底面図である
。 第２１図は第２０図のｗ、２１−２１に沿って取られた
断面図である。 第２２図は第１７図の線２２−２２に沿って取られたセ
ンサ組立体の底面図である。 第２３図シま転送組立体と関係した制御回路部の構成図
である。 第２４図は液体センサ回路部の概略図である。 これらの図面において、１２は分析区画、１４は蓄積区
画、　２０は分析回転体、　２４は分析キュベツト、　
５２は試薬容器、　　７０は転送アーム機構、　７２．
７４はピペット管、８２．８４は計量供給ポンプ、　　
８６．８８は三方弁、　　１００はアルミニウム製鋳造
アーム、１１０はステップモータ駆動式親ねじ、　　１
０４は駆動部材、　１３０はヒータ、−１４４はサーミ
スタ、　１５２，１５４は液体センサ回路、１７０は試
料室コイル、　　１７２は試薬室コイｌしを示す。 （外５名）

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. （１）試料物質が適当な蓄積温度で蓄積されるように構
   成された第１領域（１４）、 分析キユベツト（２０）が適当な分析温度で配置される
   ように構成された第２領域（１２）、ある量の試料物質
   を装てんのための前記の第１領域から前記の第２領域に
   おける前記の分析キユベツトへ転送するための転送機構
   （７０）、液体処理プローブ（７２）を含む前記の転送
   機構（７０）、 流体処理プローブ（７２）が取り付けられているプロー
   ブ移送キヤリツジ（１００）、 前記の移送キヤリツジを前記の第１領域と第２領域との
   間で移動するための駆動機構（１０４）、前記の液体処
   理プローブに接続された蓄積室（１７０）、この蓄積室
   と熱交換関係にある熱エネルギー供給装置（１６０）、
   及び前記の移送キヤリツジによつて所有された熱センサ
   装置（１４４）を備えている前記の移送キヤリツジ、 前記の熱センサ（１４４）に応答して熱エネルギーを前
   記の熱エネルギー供給装置に供給することのできる装置
   （１５２）、 前記の移送キヤリツジに接続された液体計量供給装置（
   ８２）、並びに 前記の駆動機構及び計量供給装置を動作させて所定量の
   分析用試料物質を前記のプローブ及び前記の蓄積室へ引
   き入れ且つこの所定量のものを熱平衡状態において前記
   の第２領域における前記の分析キユベツトに供給するよ
   うにする制御装置（８６）、 によつて特徴づけられる分析装置。
2. （２）前記の移送キヤリツジが、熱伝導性材料の本体を
   持つた片持アーム構造物（１００）を備えていて、前記
   の蓄積室（１７０）の構造物が前記の本体に埋め込まれ
   且つ前記の液体処理プローブ（７２）が前記の片持アー
   ム構造物の一端に固定取付けされている、特許請求の範
   囲第１項に記載の分析装置。
3. （３）前記の温度センサ（１４４）が前記の本体に埋め
   込まれ、且つ前記の熱エネルギー供給装置が、前記の本
   体と直接熱接触して前記の片持アーム（１００）の長さ
   に沿つて配置された加熱装置（１３０）を備えている、
   特許請求の範囲第２項に記載の分析装置。
4. （４）前記の第１領域（１４）に試薬物質（５２）を蓄
   積するための装置、及び前記のキヤリツジに取り付けら
   れた第２液体処理プローブ（７４）を更に備えており、
   前記の移送キヤリツジが前記の第２液体処理プローブ（
   ７４）に接続された第２蓄積室（１７２）を備えており
   、且つ前記の制御装置（８６、８８）が前記の駆動機構
   及び計量供給装置（８２、８４）を動作させて所定量の
   試料物質及び試薬物質を前記のプローブ経由で前記の蓄
   積室（１７０、１７２）へ引き入れ且つ前記の所定量の
   試料物質及び試薬物質を温度平衡状態において前記の第
   ２領域（１２）における前記の分析キユベツト（２０）
   に供給するようにする、特許請求の範囲第１項に記載の
   分析装置。
5. （５）前記のプローブの先端部を隔置整列させて支持し
   て前記の所定量の試料物質及び試薬物質の前記のプロー
   ブ（７２、７４）経由での前記の蓄積室（１７０、１７
   ２）への同時引入れを可能にする装置（１６４）を備え
   ている、特許請求の範囲第４項に記載の分析装置。
6. （６）前記の液体処理プローブ（７２、７４）がそれぞ
   れ細長い金属管であり、且つ前記の片持アーム（１００
   ）におけるこれの前記の一端にあるプローブ支持部分（
   １６４）が設けられており、この支持部分が前記の金属
   管を受けるための二つの貫通溝及び共働する管締付け装
   置（１６６）を備えていて前記の支持部分における前記
   のそれぞれの細長い金属管の軸方向位置が軸方向に調整
   され得るようになつている、特許請求の範囲第５項に記
   載の分析装置。
7. （７）前記のそれぞれの貫通溝がねじ部分及びこのねじ
   部分の一端におけるテーパの付いた肩部（２０６）を備
   えており、且つ前記の各締付け装置が、ねじ円筒部（２
   １０）のある締付け部材（１６６）、前記のねじ円筒部
   を軸方向に貫通した通路（２１６）、前記のねじ円筒部
   における軸方向延長の溝穴（２１２）、及び前記のねじ
   円筒部の一端におけるテーパ面（２１５）を備えていて
   、前記のねじ円筒部が前記の貫通溝の前記ねじ部分内に
   あるときに前記のテーパ面が前記のテーパの付いた肩部
   と接触して前記の溝穴のあるねじ円筒部部分（２１４）
   を内方へ移動させて前記の金属管（７２、７４）を前記
   の支持部材（１６４）に締め付けるようになつている、
   特許請求の範囲第６項に記載の分析装置。
8. （８）前記の移送キヤリツジが熱伝導性材料の本体を持
   つた片持アーム構造物（１００）を備えており、前記の
   蓄積室構造物（１７０、１７２）が前記の本体に埋め込
   まれており、且つ前記の液体処理プローブ（７２、７４
   ）が前記の片持アーム構造物の一端に固定取付けされて
   いる、特許請求の範囲第４項に記載の分析装置。
9. （９）前記の温度センサ（１４４）が前記の本体に埋め
   込まれており、且つ前記の熱エネルギー供給装置が、前
   記の本体と直接熱接触して前記の片持アーム（１００）
   の長さに沿つて配置された加熱装置（１３０）を備えて
   いる、特許請求の範囲第８項に記載の分析装置。
10. （１０）前記の各蓄積室（１７０、１７２）が、前記の
    本体内に配置され且つ前記の計量供給装置（８２、８４
    ）と前記の液体処理プローブ（７２、７４）との間に接
    続された細長い管形導管である、特許請求の範囲第９項
    に記載の分析装置。
11. （１１）前記の本体における前記の各管形蓄積室（１７
    ０、１７２）が平面状コイルの形状をしており、且つ前
    記の蓄積室の平面状コイルが平行に隔置されて配置され
    ており、且つ前記の加熱装置（１３０）が前記の片持ア
    ーム本体（１００）の床面に固定されている、特許請求
    の範囲第１０項に記載の分析装置。
12. （１２）前記の第２領域（１２）における複数の分析キ
    ユベツト（２４）、分析場所（３４）、並びに分析キユ
    ベツトをキユベツト（２４）が試料物質及び試薬物質を
    装てんされる前記の装てん場所（３０）から試料物質及
    び試薬物質の混合物の分析のための前記の分析場所へ順
    次移送するための前記の第２領域における移送機構（４
    ６）を備えている、特許請求の範囲第４項に記載の分析
    装置。
13. （１３）前記のプローブ（７２）の先端部と前記の蓄積
    室（１７０）との間の領域における液体の存在を検出す
    るための前記の移送キヤリツジ（１００）によつて所有
    された液体センサ装置（１６０）を備えている、特許請
    求の範囲第１項に記載の分析装置。
14. （１４）前記の液体センサが、前記のプローブ（７２）
    と前記の蓄積室（１７０）との間の流路に接続された誘
    電材料の管形部材（２３６）、前記の管（２３６）の対
    立する側に配置されていてキヤパシタンス値が前記の管
    における流体の関数として変化する電気コンデンサ（２
    ３２）を形成している導電性コンデンサ板素子、並びに
    前記のセンサのキヤパシタンス値を監視して前記のプロ
    ーブ及び蓄積室における流体の性質の表示を与えるよう
    にするための装置（２７０）を備えている、特許請求の
    範囲第１３項に記載の分析装置。