JPS63196860A - コンパクト分析装置 - 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〕 本発明は一般的には液体中のアナライトの量を検知する
分析装置に関する。詳しくは、本発明は可搬性を向上さ
せるためコンパクトに構成した分析装置に関する。

〔従来技術〕

ドライ化学血液分析分野における傾向はより小規模の研
究所や、医院のような個人が使用するためにより小型の
計器を指向している。このことは、初期の商用のドライ
化学分析装置は、例えば１９８１年９月１日発行された
米国特許第４．２８７，１５５号に示すように、大病院
や医療研究所用に構成した大型機械であったとい５事実
からも明らかである。（本明細薔で用いる、「ドライ化
学」という用語は、例えば、１９７６年１１月１６日発
行された米国特許第３，９２２，１５８号に記載のタイ
プのテストエレメントによって可能とされた、液状試薬
を使用のために何ら貯蔵しておくことのない試験を意図
する。）最近では、例えば米国特許第４，３０３，６１
１号や同第４，４２４゜１９１号に示すように、医院で
使用するよう分析装置はサイズ、複雑さならびにコスト
が低減されてきている。

前述のような低減のためにドライ化学分析技術の融通性
を向上させてきているものの、さらに低減させれば可搬
性や、高度に熟練した医者や助手以外の人による使用性
という付加的な利点を提供しうるであろう。

可搬性に関して、本発明以前に従来技術が克服しえなか
った問題の１つに、ピペットと共に使用する分配ステー
ションの介在のため必要とされる分析装置の高さがある
。即ち、前述の、米国特許第４，４２４，１９１号に示
すように、分析装置はテストエレメントの上方に取外し
可能に位置するピペットを支持するステーションを含ん
でいた。ピペット用サポートにより、サポートがなけれ
ば発生しうる分配誤差を排除する。ピペットを位置づけ
るためのサポートのために、分配装置が、必然的に分析
装置の実際の作業平面、即ちテストエレメントの平面の
上方に延びる著しい高さを有するようにした。そのよう
な高さにより分析装置を極めてかさ高いものとし、分配
ステーションに要する高さが無い場合と比べ分析装置の
可搬性を低下させた。しかも、テストエレメントの培養
が直ちに、かつピペットによる分配に引続き制御された
環境下で発生するとすれば最上の結果が達成されるため
に、分配ステーションを排除することは好ましくなかっ
た。即ち完全な機能を有する分析装置が所望される。し
かし、もし分配作業が分析装置以外の別の装置でなされ
るとすれば最上の結果は簡単には達成されない。

本発明の目的は、当該計器の一部として試薬分配を行い
、しかもコンパクトでかつ可搬性の分析装置を提供する
ことである。

〔発明の構成〕

本発明の目的は、分配ステーションと、該分配ステーシ
ョンにおいて、その上にテスト液が分配されたテストエ
レメントの比色あるいは電位差変化を検出する手段とを
含み、分配ステーションカ該分配ステーションでテスト
液を分配するよ５ピペツトを方向ずけるピペットサポー
トを含む分析装置により達成される。この分析装置は、
ピペットサポートを分析装置に結合する手段を含み、該
結合手段は分配ステーションに組合わされた分析装置上
の作用位置から前記サポートが作用位置よシ離れた位置
へ行きまた戻るように動くことを許容する如く解放可能
で、従ってピペットサポートが非係合であると前記サポ
ートがその作動位置にあるときの分析装置の高さと比較
して、該分析装置の高さを低減するよう構成されるとい
う点で改良されている。

本発明を、比色および電位差試験の双方が行え、それら
試験の各々に対して独立したピペットサポートを備えた
、好適実施例に関して特に説明する。

さらに、好適実施例は生化学液体の試験に特徴がある。

さらに、本発明は比色および電位差試験機能の一方のみ
、あるいは分配ステーションが設けられている限りさら
にその他の種類の試験も可能な分析装置にも適用できる
。また、本発明は特に分析装置がコンパクトであるため
、例えば廃水等の工業用液の現場試験に対しても魅力的
であるため、試験液の種類とは無関係に適用可能である
。

従来の全機能分析装置のように、第１図に示す本発明に
より構成した分析装置１０はピペット１２との使用に適
合し、第１のテストエレメント用の第１の可動サポート
２０と、第２のテストエレメント用の第２の可動サポー
ト２２と、ピペットに試薬液体と、かつ任意的に基準液
を装てんするための吸引ステーション３０と、入力キー
ボード４０と、変移表示装置４２と、永久記録表示装置
４４とを含む。キーボード４０と表示装置４２と４４と
は従来のものであって、例えば表示装置４２は、１６文
字×４行の液晶ディスプレイで、表示装置４４はサーマ
ルドツトマトリックスプリンタである。

ピペット１２は、以下詳細に説明するピペットサポート
と適合する寸法であればいずれのものでもよい。ピペッ
トは使い捨てチップを使用することが好ましい。作動釦
１４がピペットのピストンを駆動し、釦１６は使用ずみ
の使い捨てチップを排出するために使用される。

第２図と第３図とにおいて、サポート２０と２２とはそ
れぞれ、テストエレメントＥまたはＥ′の一方を受入れ
るポケット２５を有するブツシャブレード２４をそれぞ
れ含む。操作しやすいように、ブレードにはハンドル２
７が設けられている。

前記ブレードは面２８．２９上を往復運動する。

最も好ましくは、エレメントＥは例えばぶどう糖を分析
するために、１９８１年３月２４日発行された米国特許
第４，２５８，００１号あるいは前述の米国特許第３，
９９２，１５８号に記載のエレメントのように構成する
。

第１図に示す吸引ステーション３０は分析装置のフレー
ム３４におけるピペットマウント開口３２と、血３８お
よび３９を保持するだめの、開口３７に装着された枢動
可能サポートアーム３６とを含む。血３８は分析すべき
試薬液を装てんし、血３９は、電位差測定を行うべき場
合基準液を装てんする。開口３２は開口３７まで延びる
。

フレーム３４は、高さを低くした場合の分析装置の全体
的な頂面３５を提供する。即ち、以下説明するように使
用する場合、サポート１００および１０２を計算に入れ
ないときの分析装置の全高は僅か８センチとなりうる。

各エレメントＥおよびＥ′において発生する反応を検出
するために読取りステーション５０と５０′とが設けら
れている。第２図に示す、読取りステーション５０は反
射濃度を検出するための反射計からなる比色検出ステー
ションからなることが好ましい。反射計の詳細は従来の
ものであって、広範囲の技術のものを適合し５る。少な
くとも１個のＬＥＤ５２を、矢印５６に沿って透明部材
５４を通してエレメントＥを照射するよう配置すること
が好ましい。小さいミラー５８を、矢印６０のようにＬ
ＥＤの光線の側方に向いた部分を基準検出器６２に対し
て反射させるよう位置させる。大きいミラー６４を用い
て、矢印６６のように、エレメントＥからの拡散反射光
を検出器６８に反射させる。

押下げパッド７０を用いてエレメントＥを透明部材５４
に弾圧させることが好ましい。パッド７０は、フレーム
７４に装着された、例えばテフロンコーティングのアル
ミニウムのようなものからなる、かき傷がなく、非吸収
性のカバー７２と従来の加熱エレメント７６とからなる
。フレーム７４は弾性層７８で裏打ちしており、このた
めパッド７０はエレメントＥが検出位置へ押込まれた際
垂直方向に運動できるようにする。また、パッド７０は
エレメントＥからの蒸発および／またはガスの漏れを阻
とする。

ブツシャブレード２４における白色の基準面で、エレメ
ントが計測ステーションに来たときに当該システムの基
準光学測定ができるようになる。

従来のバーコードリーダ８０をブレード２４の上方に所
望により含める。

第３図に示す読取りステーション５０′はイオンアナラ
イトにより発生するエレメントＥ′の変化を検出するた
めに使用することが好ましい。エレメントＥ′は１９７
７年１０月１１日発行された米国特許第４，０５３，３
８１号および１９８０年７月２９日発行された米国特許
第４，２１４，９６８号に記載の要領で構成されるのが
最も好ましい。

ステーション５０′はヒータプレート７６′ト、カバー
８４ならびに電極接点８６を取付ける垂直方向に運動可
能のアーム８２とからなることが好ましい。カバーは蒸
発を阻止するためにエレメントＥ′のスポツティング札
止に嵌合するように構成される。カバー８４と接点８６
の双方は格点８８の囲りでのアーム８２の枢動に応答し
て上下する。

アーム８２はばね９０により下方へ弾圧され、かつラッ
チ９２は、エレメントＥ′が所定位置から出入りする際
、カバーと接点とを持上げてアーム８２を保持するため
に設けられている。即ち、ラッチ９２はブレード２４の
端部９６がその内方ストロークの終了時ラッチに対して
押圧するときを除き、アーム８２の端部９５に掛止めす
るよう９４において枢動する。カムショルダ９７がアー
ム８２から懸吊したカムフォロワ９８と協働するようブ
レードの端部９６に取付けられている。縄ち、ブレード
２４が読取シ後エレメントＥ′を引張シ出すようその戻
９ストロークを開始すると、カムショルダ９７はアーム
８２を押圧してそれがラッチ９２と再び掛止するまで時
計方向に回転させる。

図示していない従来の回路が接点８２から分析装置の残
りの部分に対して信号を伝える。

任意であるが、バーコードリーダ８０′をステーション
５０′のブレード２４の下方に位置させ、エレメントＥ
′の下面のバーコードを読取る。

第３図に最もよく示すように、対となった開口１０１を
開口１０８と整合させてフレーム３４が各ステーション
５０，５０’に設けられ、ピペットをピペットサポート
に装着した場合、該ピペットの双子型の使い捨てチップ
を収容する。

分析装置により発生した全ての信号は、従来のプログラ
ムを用いて、図示していない従来のマイクロプロセッサ
を用いて処理される。キーボード４０からの入力ならび
にディスプレイからの出力は、従来のように、前述のマ
イクロプロセッサによりそれぞれ受入れられ、かつ導か
れる。

本発明の一局面によれば、ピペットサポート１００．１
０２は運動可能にかつ解放可能にフレーム３４に接続さ
れ、そのため第５図に示す分配ステーション１０３と関
連した第２図に示す作用位置へ出入りできる。この作用
位置から非係合になるとピペットサポートは第２図に点
線で示す非作用の後退位置へそれぞれ移動することがで
きる。

第２図から第４図までに示すように、前記のサポートは
アーム１０６を介してフレームに接続されたヨーク１０
４からなる。各ヨークはアーム１０６の一端１０７に固
定され、かつピペット装着開口１０８が設けられている
。開口１０８は第１図に示すようにピペットのカラー１
３までピペット１２の分配端を受入れる形状とされてい
る。第２図と第３図とに示すように、ピペットが軸心１
１１または１１１’の囲りで適正に角度方向に確実に位
置するようにさせるために、カラー１３に形成されたキ
ー突起１１２と協働するキー溝１１０を開口１０８に形
成することが好ましい。

第４図に示すように、アーム１０６の反対側の％ｉｍｘ
１４は軸心１１６においてフレーム３４に支承されて、
アームが第２図から第４図までにおいて実線で示す作用
位置と第２図において点線で示す後退位置との間で回転
できるようにする。

２個のサポー）１００と１０２とは以下を除いて相互に
対称形である。サボー）１００はテスト液を第２図に示
す比色エレメントＥへ分配しやすくするよう構成され、
一方サポート１０２の方は第３図と第４図とに示す電位
差テストエレメントＥ′へ液体を分配しやすくするよう
構成されている。さらに、いずれかのエレメントＥまた
はＥ′に対７して、同じ二重ピペット１２（双子型の使
い捨てチップを有する）を使用できるようにするために
、サポート１００の開口１０８はエレメントＨの中心線
から十分な距離だけ側方へおろし、試薬液を入れた使い
捨てチップのみがテストエレメントに確実に整合するよ
うにする。（サポート１００に対する分配ステーション
１０３におけるエレメントＥの分配位置を第５図に示し
、この位置ではブレード２４は第２図に示すよりもさら
に遠く分析装置から引張り出されている。）任意的に、
ヨーク１０４の一部に、ピペットピストンの運動を検出
し、分配の行われたことを示す従来のセンサ（図示せず
）を含むようにしてもよい。そのよ５なセンサの例とし
ては、リードスイッチやホール効果スイッチを含む。

ピペットサポートを好ましくはその上方の作動位置に保
持するために、ラッチ１２０を、各サポートのアームに
対して第４図に示すように設ける。

ラッチは、１２４においてフレーム３４に支承されたレ
バー１２３と、ラッチの端部１２８を弾圧し該端部１２
８を、ノツチ１３０においてアーム１０６の端部１１４
に嵌込むためのばね１２６とを含む。レバー１２２の反
対側の端部１３２がばね１２６に対抗して押圧されると
、ラッチ１２０はアーム１０６から解放され、サポート
は第２図に示す矢印１２２方向に、その後退位置へ下方
に回転しうる。

第１図に示すように、分析装置のフレーム３４に空洞１
４０を設けることが好ましい。空洞１４０は各サポート
１００および１０２のヨーク１０４全体を収容するに十
分な深さを有し、そのためヨークは第２図および第６図
に示すように分析装置の頂面３５より上方へ突出しない
。このように、分析装置は使用されないとき極めてコン
パクトであって、藺単に運搬できる。

サポート１００と１０２とは個々のアーム１０６に別々
に取付ける必要はない。代替的に、第７図に示すように
、１個のアームに取付けることができる。前述のものに
類似の部材は、区別するための「α」を追加した同じ参
照番号を有する。

このように、分析装置１０ａは、前述の実施例と同様、
それぞれ比色および電位差測定のためのテストエレメン
トＥおよびＥ′用の可動のサポート２０αおよび２２Ｇ
を含む。吸引ステーション３０ａは前述したものと同様
に機能し、キーボード４０Ｑおよび表示装置４２αおよ
び４４ａも同様である。また、ピペットサボー）１００
Ｇおよび１０２Ｇのヨーク１０４Ｇも前述のものと同様
に機能し、前述の実施例に示すピペットからの液体分配
中の支持を提供する。

前述の実施例と異って、ヨーク１０４αは枢点１１６α
の周、りを旋回する１本のアーム１０６ａに取付けられ
ている。アーム１０６（ｌの下面２００は分析装置１０
ａの衣面２３５に当接してヨーク１０４αを分析装置の
上方に隔置させて保持し、エレメントＥおよびＥ′が分
配のために適所へ滑り込めうるようにする。分析装置を
収納したりあるいは運搬すべき場合、アーム１０６６が
その実線で示す位置から矢印２３７の方向に点線で示す
位置まで回転し、そのためヨーク１０４ａの底面２４０
は分析装置の頂面３５ａ４るいはその下に来る。

さらに、ピペットサポートが分析装置の残りの部分に恒
久的に取付けられることも、また分析装置内に収容され
ることすら必須のことではない。

さらに他の実施例即ち第８．９図に示されたものでは、
サポートは作用位置において取外し可能に固定され、使
用後分析装置内の側部あるいは全く関係ない位置に収容
するため完全に非係合とされる。これまで説明してきた
ものと同様の部材には同じ符号が付されそれに接尾記号
′″ｂ”を付して区別する。

第８図において、分析装置１０６は、前の例と同じよう
に、テストエレメントを所装置にあるいはそこから移動
させるサポート２０ｂ及び２２ｂと、吸引ステーション
３０６と、キーボード４０ｂと、表示装置４２ｂ、４４
６とを含む。ピペットサポート１００ｂ及び１０２ｂは
、第１図の実施例が機能するのと正確に同じ機能をそれ
らの作用位置で行うよう設けられている。

前の実施例とは異なシ、サボー）１００６゜１０２ｂは
、使用されていないとき収容のため分析装置の残りの部
分から完全に非係合となる。アーム１０６６は第８．９
図に示すようにこの目的のため変形させられている。即
ち、端部１１４ｂはほぼ平行な両縁部３００．３０２と
、外方面内の半球状凹所３１０又は３１２を有する。凹
所３１２は凹所３１０よりわずか上にあり、ピペットサ
ポートを誤ったスロットに取付ける可能性はない。これ
については後に述べる。

サポートのこのような特徴は分析装置において次のよう
な対応する嵌合上の特徴を有する。

側壁３２０．３２２に縦の溝３１８．３１９が形成され
、これらは縁部３００．３０２間で測ったアーム１０６
ｂの幅を収容できる。バネで付勢されたボールのディテ
ン）３３０又は３３２が溝３１８及び３１９の底から適
当な高さに設けられ、サポート１００６及び１０２ｂの
アーム部１】４ｂの凹所３１０．３１２に解除可能に係
合する。

さらに第８図は、サポート１００６．　１０２ｂが使用
しないとき任意に収容できる態様を示している。第６図
に示した開口１０１を備えたカバーが取外されると、個
々の読取りステーション５０ｂ及び５０’６が現われる
。これらの間には両サポートのアーム１０６ｂを収容す
るに十分な４０２で示された空間が存在する。さらにス
テーション５０６．５０’６及び壁１４０ｂの間には、
第２図にも示されている空間があり、これはヨーク１０
４６を収容し、使用されていないときにサポートが分析
装置内の凹所に収容されるようになす。

代替的に、取外されたサボー）１００６，１０２ｂは分
析装置の側部４４０．４５０から延びるクリップ４２０
．４３０上に、分析装置の面３５６の高さより上に延び
ることなく取付けることができる。さらに、これらは分
析装置とは関係ない位置に、例えばピペットと共に収容
できることが容易に思いつこう。

〔効　果〕

本発明の有利な技術的効果は、使用されていないときそ
の全体の高さを低くできるため、可搬性の全機能、ドラ
イ化学分析装置が提供されることである。

本発明の関連する有利な技術的効果は、そのような分析
装置が、ピペットを用いた液体分配機能と、使用してい
ないときのコンパクトさとの双方を提供することである
。

本発明のさらに別の有利な技術的効果は、そのような分
析装置は電位差テストエレメントに液体を分配するため
に使用するものと同じ二重ピペットを比色テストエレメ
ントへ液体を分配するために使用できるようにすること
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明により構成した分析装置の斜視図、 第２図は第１丙の線■−■に沿って、垂直方向に、かつ
全体的に視た部分的に断面の側面図、第３図は第１図の
垂直平面ｍ−■に沿って全体的に視た以外は第２図と類
似の部分断面図、第４図は第１図の平面ｔｖ　−ｙに沿
って全体的に視た部分断面図、 第５図は第２図と類似の部分断面図、 第６図はピペットサポートが後退位置にある以外は第１
図と類似の斜視図、 第７図は本発明の別の実施例を示す斜視図、第８図は本
発明の他の実施例のいくつかの部品は省略して示した平
面図、および 第９図は第８図の実施例に用いられたピペットサポート
の１つの側面図である。 図において、 １ｏ、１０α・・・分析装置 １２・・・ピペット ２０．２０α・・・テストエレメント用の第１の可動サ
ポート ２２．２２ａ・・・テストエレメント用の第２の可動サ
ポート ３５．３５α・・・分析装置の頂面 ５０．５０’・・・テストエレメントを読取るための検
出ステーション １００．１０２．１００α、１０２α・・・ピペットサ
ポート １０４．１０４α・・・ピペットサポートのヨーク１０
８・・・ピペットサポートの開口 １２０・・・サポート１００．１０２用ラツチ１４０・
・・サポー）１００，１０２用収納空洞１％４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 〔１〕分配ステーションと、該分配ステーションにおい
   てテスト液をその上に分配したテストエレメントの比色
   、あるいは電位差変化を検出する手段とを含み、前記分
   配ステーションが、該分配ステーションにおいてテスト
   液を分配するようピペットを方向づけるピペットサポー
   トを含む分析装置において、 前記ピペットサポートが前記分配ステーションと関連し
   た分析装置上の作用位置から該作用位置から離れた位置
   へ移動できるよう、かつそこから戻れるよう、かつ前記
   ピペットサポートが非係合にされたとき分析装置の高さ
   が該サポートが作用位置にあるときのその高さより減少
   される如き態様で、前記サポートが移動することを許容
   するため解除可能であるピペットサポートを分析装置に
   結合する装置をさらに含むことを特徴とする分析装置。