JPS63191962A - 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） 本発明は化学分析などに使用する分析装置に係り、特に
抗原抗体反応における反応速度の測定などに好適な分析
装置に関する。

（従来の技術） 近年ラテックス凝集反応を利用した抗原抗体反応による
分析が、病院の臨床検査室における血清検査などの分野
に使用されている。この分析はラテックスと呼ばれる不
溶性で且反応に不活性な担体の微粒子に抗体または抗原
を担持させ、これに血清などサンプル中の抗原または抗
体を液体媒体中で混合１反応させ９反応にともなって生
じるラテックス粒子の凝集する状態を、溶液に入射した
光の散乱強度を直接測光するか、あるいは透過光の減少
を測光して、サンプル中の抗原または抗体の濃度の測定
を行なう分析方法である。測定法としては反応の終点ま
たは終点に近い１時点で測定するエンドポイント法と１
反応の時間的推移、すなわち反応速度を測定するレイト
アッセイ法がある。最近ではレイトアッセイ法の方が速
く分析でき、適用範囲も広いため多く用いられる傾向に
ある。

このような分析法においては。

（１）　　ラテックス試薬の添加による反応開始以後の
分析工程は、正確に制御された温度雰囲気の中で。

正確なタイミングで行なう必要があること。

（２）再現性の良い反応をさせるため、ラテックスとサ
ンプル液の攪拌は再現性のある方法で十分おこなわなけ
ればならないこと。

（３）　　反応速度の測定は微少な信号の変化を測定す
るので、高精度の光度計を用い、且分析に適した測定方
法により行う必要があること。

など分析条件や作業の正確さが要求される。

このため手作業による分析では精度のよい分析結果を得
ることが困難であるため２分析に適した自動分析装置が
必要となっているが１分析法の歴史が浅い関係もありこ
の分野の自動化はまだあまり発達していないのが現状で
ある。すなわち現在実用に供されている装置は何れも大
形の、サンプルの計量、稀釈から試薬添加、攪拌、測定
に至る全工程を自動化した。多数検体処理用の高級機で
あり、小形の普及形の製品化が遅れている。先に述べた
ような手分析では困難な作業を能率よく自動化した。小
規模施設や緊急検体処理などに適した少量検体処理用の
小形で簡便な装置の開発がのぞまれる。

現在臨床検査などにおいて免疫反応の測定や。

生化学成分の分析に使用されている自動分析装置による
。一般的な分析システムの模式図を第６図に示す。反応
テーブル６１には一連の反応容器６２が配列されている
。Ａ点が分析開始位置でありここで血清など９分析をお
こなうサンプルがオートサンプラー６３から一定量計量
され反応容器６２に分注され、Ｖｒ！Ｊ時に稀釈液、ま
たは二液法による分析（二試薬を用いる分析）の場合は
第一試薬が注入される。反応容器は一定時間間隔で回動
し試薬添加位置Ｂ点において分注器６４により反応開始
試薬が注入され、攪拌装置６５により攪拌され９反応が
開始される。攪拌の方法としては攪拌棒を反応容器に挿
入し回転させて攪拌する方法が一般的に取られている。

反応容器は次のステップで測光位置Ｃ点に移動しここで
光度計６６により２反応容器に直接光をあて反応にとも
なうサンプル溶液の濃度変化を測定する。測定終了した
反応容器は反応テーブルの回動につれ、洗浄位置Ｄ１点
、Ｄ２点及びＤ３点を順次通過する間に、洗浄装置６７
により、上方からノズルを昇降させて。

先ず容器内のサンプルを抜きとった後、洗浄液の注入、
吸引を数回繰りかえして洗浄をおこなう。

洗浄された容器は再び分析開始点Ａ点に回動し後続する
分析に使用される。分析はプログラムに従って行われ一
定時間間隔でＡ点から順次分注される多数のサンプルの
分析が行われる。

（発明が解決しようとする問題点） 前記のような分析システムは多数検体処理用の装置とし
て普及しているが、少数検体処理用の小形の簡便な装置
を目的とした場合１個々の機能においてつぎのような問
題点がある。

（１）自動洗浄機能は構造が複雑であるだけでなく多量
の水を供給しなければならないので小形機には適さない
。

（２）反応テーブル上で反応容器に直接光を照射して測
定する方式は９反応テーブルの回転による各反応容器の
停止位置精度が問題であり、その誤差の影響の少ない角
形の専用の容器が使用されており、丸形の使い捨て反応
容器の使用は困難である。

（３）光度計による反応速度の測定と、後続のサンプル
の攪拌が同じテーブル上で行われるので、振動の影響を
うけないようにするため、光度計の測定時間が制限をう
ける。

（４）少数検体用に反応テーブルのサイズが小さくなる
と、光度計を設置するペースが窮屈になり。

また使用できる光度計の方式の選定などの自由度が少な
い。

さらに。

（５）攪拌棒で攪拌する方式ではサンプル間のコンタミ
ネーションの心配があり、また−検体毎に攪拌棒を洗浄
するための洗浄水の供給が必要となるという問題もある
。

本発明は、上記（１）乃至（４）の問題点を解決するこ
とを第１の目的とし、さらに、上記（５）の問題点をも
解決することを第２の目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、測定するサンプルを収容した複数の容器を配
列して一定時間間隔で回動するターンテーブル、該ター
ンテーブルの回動と同期して該ターンテーブル上の特定
位置にある容器に試薬を注入する機能、試薬が注入され
た容器内のサンプル液を攪拌する機能、該ターンテーブ
ルの上方に設けられた光度計及び試薬が注入され攪拌さ
れたサンプル液が収納されている容器を該ターンテーブ
ルの回動と同期して光度計の測光位置に移動させる機能
を有してなる分析装置に関する。

本発明に係る分析装置は１反応の場としてターンテーブ
ルを使用し、これに、予め所定の濃度に希釈されたサン
プル液が収容された複数の容器が配列され１分析を開始
するとターンテーブルが一定時間間隔で−ステップ毎に
回動し、配列された容器が順次各処理位置に移動され１
分析処理される。この容器は９円筒状の容器が好ましく
、さらに使い捨てできるものが好ましい。また、該容器
は、ターンテーブル上に配列された容器ホルダーに挿入
されるように構成されるのが好ましい。

また、容器はターンテーブル上で個々に回転可能なよう
に配列されるのが、後述の攪拌の点で好ましい。容器ホ
ルダーを使用する場合は５個々の容器ホルダーがターン
テーブル上で回転可能に構成されるのが、後述の攪拌の
点で好ましい。

貿 ターンテーブルの回動により、容量は壕ず、試薬注入位
置に位置づけられ、ここで、試薬が注入され２反応が開
始される。この時点で容器内のサンプル液は攪拌される
。この攪拌は、攪拌棒を用いて行う方法もあるが、この
場合は、コンタミネーションの心配があり、また攪拌棒
の洗浄装置が必要になるため、容器を回転させることに
よりサンプル液を攪拌するよりに構成されるのが好まし
い。回転は、容器を正逆方向に交互に短い時間間隔で複
数回回転させるように構成するのが好ましい。この回転
は、容器ホルダーを使用する場合は。

容器ホルダー自体を回転させることにより行なうことが
できる。また９回転は、タイミングベルトを接触させる
方法等により行なうことができる。

次いで、ターンテーブルの回動により２次のステップに
進み、容器が測定位置に移動し、ターンテーブルの上方
に設けられた光度計の測光位置にさらに移動され、測光
される。容器の測光位置への移動は、突きあげ棒による
突き上げ等によって行なうことができ、測光位置にて容
器が適当なホルダーにより受けとられ、保持される。

光度計による測光が終了した後、容器は９手動又は機械
的に抜き取るように構成することができるが、光度計自
体を２箇所の所定位置に停止するように往復可能に構成
し、第１の停止位置にて上記した容器の受け取りを行な
い、第２の停止位置にて測光終了後該容器を下方に放出
するように構成するのが、自動化及び装置の小型化の点
で好ましい。このとき、容器の下方への放出は、排出口
から回収容器に回収されるように構成され、容器の排出
後、光度計は第１の停止位置に戻るように構成される。

このような方法により、ターンテーブルに配列された容
器が順次測定に供される。

前記の光度計としては、散乱光強度測定装置。

透過光測定装置等が使用される。

光度計による測定波長は、近赤外領域の光ではサンプル
液の対流現象などにより、測定値が不安定になる可能性
があるので、この領域を避け、実質的に４００〜８００
　ｍμの範囲内の光を用いて行なうのが好ましい。

前記の試薬としては２分析方法により種々のものが使用
できる。例えば、抗原−抗体反応による分析においては
、抗原又は抗体を含む溶液、抗原又は抗体を担持させた
不溶性担体を含むラテックス試薬等が使用され、酵素反
応を利用する分析においては、酵素を含む溶液等が使用
される。

また２分析方法としては、エンドポイント法。

反応速度測定等により行なうことができる。

なお２分析は、一定温度雰囲気中で行なわれるように配
慮するのが好ましい。

本発明に係る装置は、特に、抗原又は抗体を担持させた
不活性担体を使用した抗原−抗体反応によるサンプルの
抗体又は抗原の量を反応速度測定法により定量する場合
に、その特徴が特に発揮される。

以上のように構成される本発明の分析装置は。

特に２次の特長を有するように構成されたものである。

（１）装置を簡便にし、且水の使用をなくするため。

洗浄機能を省略すると共に、サンプル分注機能も本体か
ら切りはなし、先に述べた分析上特に手作業では精度を
出すことが困難な９反応試薬の分注。

攪拌から測定に至る作業を中心に自動化したこと。

（２）予めサンプルの分注、稀釈を行なった容器を装置
にかけまた光度計はターンテーブルと別に設け、測定に
供される容器はこれに移して測定を行なうこと。さらに
、好ましくは測定終了後は自動的に放出することが可能
な方式としたこと。

（３）攪拌方法としては、好ましくは容器又はこれを挿
入する容器ホルダーは、ターンテーブル上で個々に回転
可能な構造とし、外部から容器を容器ホルダーとと正逆
方向に交互に回転させて、サンプル液の攪拌を行なうこ
とができる方式としたこと。

（実施例） 本発明の実施例を第１〜５図により説明する。

本実施例は比較的少量の検体を能率よく処理出来る。ラ
テックス凝集反応など免疫反応の分析に使用する２分析
装置の例であって第１図は該装置の平面図（ただし、外
枠の表示を省略した一部断面図）、第２図は第１図のＡ
−Ａ’断面図及び第３図は該装置の左側面図（一部断面
）である。この装置では、検体は予め手作業または半自
動の装置を使用して計量、稀釈を行なった後装置にかけ
、その後の分析および測定を自動的に行なうものである
。

ターンテーブル１は、二段に構成され、このターンテー
ブル１に複数の容器ホルダー２が配列されている。測定
するサンプル液は透明な容器３に入れて、容器ホルダー
２に装着される。容器ホルダー２の数は装置の規模によ
り異なるが２本実施例においては１０本で構成されてい
る。第４図は容器ホルダー２がターンテーブル１に保持
された状態を示す一部欠切断面図である。容器ホルダー
２は円筒形の形状をなし、第４図に示すようにターンテ
ーブル１にボールベアリング４を介して回転可能なよう
に取りつけられている。容器ホルダー２の底部は容器３
を突きあげるための突きあげ棒５が通過可能なように開
孔されており１頭部には容器３を容器ホルダー２と共に
回転させるためのプーリー６を有する。また挿入された
容器３が容器ホルダー２と一体となって回転するよう押
さえバネ７を備えている。ターンテーブル１はモーター
８により歯車９，１０を介して一定時間間隔で回動しタ
ーンテーブル１上の容器３を順次所定の位置に輸送する
。その位置決めのため位置検知板１１．１２およびホト
インタラプタ−１３，１４が設けられている。第５図は
位置検知板１１．１２およびホトインタラプタ−１３，
１４の関係を示す下方からの平面図（底面図）を示す。

位置検知板１１はモーターに取り付けられ、対角位置に
二つの検出孔１５．１６を有する。この検出孔１５゜１
６をホトインタラプタ−１３が検知するように寿ってい
る。位置検知板１２はターンテーブル１と一体となって
回転する。検出孔１６をホトインタラプタ−１４で検知
することにより９回転の原点の位置決めを行ない、検出
孔１５．１６をホト、インタラプタ−１３で検知するこ
とにより反応テーブル１の停止位置を決定する。この例
では歯車９．１０の歯数比は前者／後者が１１５になっ
てお秒位置検知板１１の５回転で９位置検知板１２が１
回転する。すなわち位置検知板１１が１８０度回転する
毎にターンテーブル１は１ステツプ送られる。

試薬添加位置１８ではラテックス試薬など反応開始試薬
の分注および攪拌を行なう。試薬は装置の外部に設けら
れた試薬容器１９に用意され２分注ポンプ２０により切
換え弁２１を介し、ノズル２２により容器３に注入され
、注入と同時に攪拌が開始される。攪拌は撹拌棒を容器
に挿入して行なう方法が、従来一般に使用されているが
、撹拌棒を介してのコンタミネーションの心配があり。

また洗浄水を常時流しておかなければならない欠点があ
る。このため、この例では外部から容器３を容器ホルダ
ー２と共に回動させる方法を採用している。すなわちモ
ーター２３によりプーリー２４゜２５．６２を介し、容
器ホルダー２の頭部のプーリー６に接触して往復動する
ベルト２６により容器３を短い時間間隔で、正逆方向に
交互に回転させる方法であり、これにより容器中のサン
プル液と試薬は十分攪拌混合される。回転条件は任意に
設定出来るが、具体例を示せば１回転数３００Ｏｒｐｍ
で、正転０．５秒、逆転０．５秒の繰り返し１６回程度
で良好な攪拌かえられる。ベルト２６は試薬添加位置１
８の１ステツプ前の位置２７に於いても。

容器ホルダー２に接触して回転させるようになっており
、これにより試薬添加前にサンプルと稀釈液の攪拌混合
を再度充分性ない、且温度平衡が完全にされる。

攪拌されながら反応が進行した反応液を収容する容器３
は９次のステップで測定位置２８に回動する。ここでモ
ーター２９によりピニオン３０゜ラック３１を介して突
きあげ棒５が上昇し反応容器を底部から突きあげ、光度
計３２（光路枠を断面で示す、以下同じ）の測光ホルダ
ー３３に挿入する。測光ホルダー３３には■溝３４で保
持されて測定すべき反応液を光度計３２の測光位置３６
に位置づける。光源３７から照射される光はレンズ３８
，３９．干渉フィルター４０により、測光に適した特定
波長域の収束光として容器３に入射され９反応液による
散乱光をレンズ４１で集光して検知器４２で検知すると
共に、直進する透過光をレンズ４３で集光して検知器４
４で検知して測定を行なう。測定波長としては２反応液
に温度影響をあたえる近赤外域の光をカットし、　４Ｑ
Ｑｍμ〜８００ｍμの範囲の光を使用する。光源３７に
は沃素タングステンランプなど、検知器４２．４４には
シリコンホトダイオードやホトマルチブライヤードなど
が用いられる。

光度計３２の支持板４５は１対の軸受４６，４７（これ
らは断面で示す）、軸４８，４９．により回動するレバ
ー５０．５１により保持されており。

１つのサンプルの測定が終了すると、モーター５２が動
作し光度計３２を測定位置５３（第１図に示した位置）
から排出位置５４（波線で示した位置）に移動させる。

このとき、押し板５５により押えバネ３５が開かれ、測
定済みの容器３は排出口５６に落下し２回収容器５７に
収納される。この後。

再び光度計３２は測光位置５３に復帰し９次の容器３を
受取る待機状態となる。

ターンテーブル１と光度計３２を収めた室内５８は一定
温度（通常３７℃）に制御されている。またターンテー
ブル１の上部に挿入口５９があり。

測定に使用される容器３はここからターンテーブル１上
の容器ホルダー２に挿入される。挿入口５９の内側には
容器３が挿入されたことを検知する容器検知器６０が設
けられており、同時に複数本装着する場合には一本人れ
るごとに、これを検知して反応テーブルを自動的に１ス
テツプずつ回動し。

次の容器３を順次能率良く挿入することができる。

なお、第２図及び第３図には、外枠６１が表示されてい
る。容器３を装入してスタートスイッチを押すことによ
り分析が開始される。分析は一定時間間隔で１ステツプ
ずつターンテーブル１を回動させながら進行する。先づ
最初の容器３を試薬添加位置１８に停止させて反応開始
試薬の添加および攪拌、混合を行なう。次にターンテー
ブル１が回動し容器３は測定位置２８に送られ、ここで
突き上げられて光度計３２の測光位置３６に送られ測定
が行なわれる。この間つぎの容器３は試薬添加位置１８
に達し、試薬の分注および攪拌が行なわれる。以下同様
の手順で順次ターンテーブル１上の反応液の分析が行な
われる。ステップ送りの時間間隔は最短１分間隔を基準
として９分析目的などにより随時可変できる。以上の手
順は、マイクロコンピュータ−等により予め設定された
プログラムにより自動的に進行するようにできる。

測定は反応速度測定法（レイトアッセイ法）で行なわれ
る。すなわちサンプルの反応の進行にともなって変化す
る１反応液による散乱光強度の時間的変化を測定するこ
とＫより、サンプル中の目的成分の濃度を演算する。透
過光の測定は光源などによる入射光の変動の補償のため
に行なわれ。

演算式として次式が用いられる。

Ｔ＋に−８ ここで、Ｓは散乱光強度、Ｔは透過光強度及びＫは常数
を示す。

以上、実施例においては、光度計による測光は散乱光と
透過光を同時に測定する方式を例として説明したが、サ
ンプルの測定は散乱光単独または透過光単独で測定する
方法によっても実現できる。

また、前記実施例において、散乱光の測定は。

入射光の進行方向に対し直角方向への散乱光を受光する
構成を示したが、直進光を受光する透過光検知器の周辺
に散乱光検知器を配置し、サンプルからの前方への散乱
光を受光する構成を取っても良い。

さらに、実施例において、容器の装填はターンテーブル
の回動の合い間に手動で行なう方式となっているが、オ
ートサンプラー等を組合せて自動的に行なうことも可能
である。

（発明の効果） 本発明に係る分析装置は、少数の検体の分析にも適した
簡便で小量化が可能な分析装置であり。

測光時にサンプルを保持するテーブルの振動等の影響が
なく、測光を効率的に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る分析装置の１例を示す平面図、第
２図は第１図のＡ−Ａ’断面図、第３図は第１図に示す
分析装置の左側面図、第４図は第１図の分析装置におけ
る反応容器ホルダーが反応テーブルに保持された状態を
示す一部欠切断面図。 第５図は第１図に示す分析装置の位置検知板１１゜１２
及びホトインタラプタ−１３，１４の関係を示す底面図
並びに第６図は従来の自動分析システムの模式図である
。 符号の説明 ｌ・・・ターンテーブル　　　２・・・容器ホルダー３
・・・容器　　　　　　　　８・・・モーター１１、１
２・・・位置検知板　　１８・・・試薬添加位置工９・
・・試薬容器　　　　　２ｏ・・・分注ポンプ２３・・
・モーター　　　　　２６・・・ベルト２８・・・測定
位置　　　　　２９・・・モーター３２・・・光度計　
　　　　　３３・・・測光ボルダ−３７・・・光源　　
　　　　　４２・・・散乱光検知器４４・・・透過光検
知器　　　５２・・・モーター５６・・・排出口　　　
　　　５７・・・回収容器５８・・・室内　　　　　　
　　５９・・・挿入口６０・・・容器検知器 代理人　弁理士　若　林　邦　彦 １、〜 ５４．５３ 壷　　　↓ 隼　／　凶 ば 第　２　凹 ＄３ｒ］

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、測定するサンプルを収容した複数の容器を配列して
   一定時間間隔で回動するターンテーブル、該ターンテー
   ブルの回動と同期して該ターンテーブル上の特定位置に
   ある容器に試薬を注入する機能、試薬が注入された容器
   内のサンプル液を撹拌する機能、該ターンテーブルの上
   方に設けられた光度計及び試薬が注入され攪拌されたサ
   ンプル液が収納されている容器を該ターンテーブルの回
   動と同期して光度計の測光位置に移動させる機能を有し
   てなる分析装置。 ２、光度計が散乱光強度測定装置である特許請求の範囲
   第１項記載の分析装置。 ３、光度計が散乱光強度及び透過光を測定することがで
   きる装置である特許請求の範囲第１項又は第２項記載の
   分析装置。 ４、光度計が２箇所の所定位置に停止するように往復動
   可能に設けられ、第１の停止位置にて試薬が注入され撹
   拌されたサンプル液が収納されている容器を測光位置に
   受け取り、第２の停止位置にて測光終了後該容器を下方
   に放出するように構成される特許請求の範囲第１項、第
   ２項又は第３項記載の分析装置。 ５、光度計の測光に使用される光が４００〜８００ｍμ
   の範囲内の波長の光である特許請求の範囲第１項、第２
   項、第３項又は第４項記載の分析装置。 ６、試薬が、抗体又は抗原を担持させた不活性担体粒子
   を含むラテツクス試薬である特許請求の範囲第１項記載
   の分析装置。 ７、ターンテーブルに配列される容器が、ターンテーブ
   ル上に配列された容器ホルダーに挿入されるように構成
   される特許請求の範囲第１項記載の分析装置。 ８、試薬を注入した容器のサンプル液を撹拌する機能が
   、容器を正逆方向に交互に回転させる機能を有するもの
   である特許請求の範囲第１項記載の分析装置。 ９、試薬を注入した容器のサンプル液を撹拌する機能が
   、容器が挿入されている容器ホルダーを正逆方向に交互
   に回転させる機能を有するものである特許請求の範囲第
   ８項記載の分析装置。