JPWO2007135921A1 - 分析装置 - Google Patents

Abstract

攪拌領域における振動を抑制し、Ｂ／Ｆ分離領域における反応液の流動を抑制することにより、正確な分析データを取得可能にする分析装置を提供することを目的として、反応液を攪拌する攪拌領域と、反応液をＢ／Ｆ分離するＢ／Ｆ分離領域とを有し、これらの領域に反応液を収容したキュベット２を順次移送可能にしたターンテーブル３を備えた分析装置において、攪拌領域の隣り合うキュベット２が互いに反対方向に揺動するようにしたので、隣り合うキュベット２において生じる振動を打ち消し合うことにより、攪拌領域における振動を抑制できる。この結果、Ｂ／Ｆ分離領域における反応液の流動を抑制することができ、正確な分析データが取得可能になる。

Description

本発明は、分析装置に関するものであり、特に、免疫学的、遺伝学的分析に適した分析装置に関するものである。

免疫測定に用いる分析装置は、試薬、検体をセットする試薬、検体セット領域と、反応液（検体と試薬の混合液）を攪拌する攪拌領域と、反応液をＢ／Ｆ分離するＢ／Ｆ分離領域とを有している。そして、これらの領域にキュベット等の反応容器（以下、キュベットという）を順次移送するように、キュベットを搭載したターンテーブルが回転可能に設けてある。

そして、試薬、検体セット領域でセットした試薬と検体とからなる反応液は、攪拌領域でキュベットを揺動させて攪拌した後、攪拌領域からＢ／Ｆ分離領域に移送される間、つまり、ターンテーブルが回転している間に、反応が進行する。その後、Ｂ／Ｆ分離領域で磁石を用いて反応液中の磁性粒子（検体を担持した磁性粒子担体）を集磁、洗浄、分散してＢ／Ｆ分離する（たとえば、特許文献１参照）。

特開２００３−８３９８８号公報

しかしながら、攪拌領域でキュベットを揺動させると、キュベットとターンテーブルとが当たり、攪拌領域に振動が発生する。そして、その振動がターンテーブルを介してＢ／Ｆ分離領域に伝達され、キュベットに収容した反応液が振動することになり、磁石が磁性粒子を充分に集めることができずに、充分なＢ／Ｆ分離がされない事態が生じる。このように、十分なＢ／Ｆ分離がされないと、本来の分析データを得られないという事態が生じ得る。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、攪拌領域における振動を抑制し、Ｂ／Ｆ分離領域における反応液の流動を抑制することにより、正確な分析データを取得可能にする分析装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、反応液を攪拌する攪拌領域と、反応液をＢ／Ｆ分離するＢ／Ｆ分離領域とを有し、これらの領域に反応液を収容した反応容器を順次移送可能にしたターンテーブルを備えた分析装置において、前記攪拌領域の隣り合う反応容器が互いに反対方向に揺動するようにしたことを特徴とする。

また、本発明は、前記反応容器を揺動させる攪拌子を設けた下部支承部材にギア部を形成するとともに、隣り合う下部支承部材に形成したギア部が相互に噛み合うように配設したことを特徴とする。

さらに、本発明は、前記攪拌領域の隣り合う反応容器の振動を打ち消し合うように、隣り合う下部支承部材に設けた前記攪拌子の位相をずらして配設したことを特徴とする。

本発明に係る分析装置は、攪拌領域の隣り合う反応容器が互いに反対方向に揺動するようにしたので、隣り合う反応容器において生じる振動を打ち消し合い、攪拌領域における振動を抑制できる。この結果、Ｂ／Ｆ分離領域における反応液の流動を抑制することができ、正確な分析データが取得可能になるという効果を奏する。

また、反応容器を揺動させる攪拌子を設けた下部支承部材にギア部を形成するとともに、隣り合う下部支承部材に形成したギア部が相互に噛み合うように配設したので、一方の下部支承部材を回転させると、隣り合う下部支承部材を反対方向に回転させることができる。この結果、一つの駆動手段によって隣り合う反応容器を互いに反対方向に揺動させることができるという効果を奏する。

また、攪拌領域の隣り合う反応容器の振動を打ち消し合うように、隣り合う下部支承部材に設けた攪拌子の位相をずらして配設したので、攪拌領域における振動をさらに抑制できるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態に係る分析装置を示す斜視図である。 図２は、図１に示した分析装置の平面図である。 図３−１は、撹拌領域の構成を示す部分断面模式図であって、撹拌領域に反応容器が移送された状態を示す図である。 図３−２は、撹拌領域の構成を示す部分断面模式図であって、検体と試薬との撹拌状態を示す図である。 図４は、撹拌領域の構成を示す平面模式図であって、検体と試薬の撹拌状態を示す図である。 図５は、図１に示した分析装置の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ 分析装置
２ キュベット
２ａ 鍔部
３ ターンテーブル
３ａ キュベット搭載孔
４ 上部支承部
５ 下部支承部
６ 支承部材
６ａ キュベット支承部
６ｂ 軸部
７ 取付部材
７ａ 取付孔
８ ブッシュ
９ 圧縮コイルバネ
１０ Ｅリング
１１ 下部支承部材
１１ａ ギア部
１１ｂ キュベット収容部
１１ｃ ボス
１１ｄ 攪拌子収容孔
１２ 攪拌子
１３ 軸
１３ａ 第１軸部
１３ｂ 鍔部
１３ｃ 第２軸部
１４ キュベット支承部
１４ａ 凹部
１５ ベアリング
２０ 分析部
３０ 制御部
Ａ１１ 第１の下部支承部材
Ｂ１１ 第２の下部支承部材
Ｃ１１ 第３の下部支承部材
Ｄ１１ 第４の下部支承部材

以下に、本発明に係る分析装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

図１は本発明の実施の形態に係る分析装置を示す斜視図、図２は図１に示した分析装置の平面図、図３は攪拌領域の構成を示す部分断面模式図であって、図３−１は攪拌領域に反応容器が移送された状態を示す図であり、図３−２は検体と試薬との攪拌状態を示す図、図４は攪拌領域の構成を示す平面模式図であって、検体と試薬との攪拌状態を示す図、図５は図１に示した分析装置の構成を示すブロック図である。

本発明の実施の形態に係る分析装置１は、試薬、検体セット領域と、攪拌領域と、Ｂ／Ｆ分離領域とを有している。そして、これらの領域にキュベット等の反応容器（以下、キュベット２という）を順次移送するように、ターンテーブル３が回転可能に設けてある（図１参照）。

試薬、検体セット領域は、キュベット２を供給するとともに、磁性粒子担体を含む試薬と検体とを分注する領域であり、攪拌領域は、試薬、検体セット領域でキュベット２に分注した試薬と検体とからなる反応液を攪拌する領域である。また、Ｂ／Ｆ分離領域は、磁石を用いて反応液中の磁性粒子（検体を担持した磁性粒子担体）を集磁、洗浄、分散し、Ｂ／Ｆ分離する領域である。

ターンテーブル３は、上述したように、試薬、検体セット領域と、攪拌領域と、Ｂ／Ｆ分離領域とに順次キュベット２を移送するものであり、ターンテーブル３には、キュベット２を搭載するためのキュベット搭載孔３ａが設けてある。これらのキュベット搭載孔３ａは、同一円周上に均等に設けてあり、キュベット２の外径よりもやや大きく形成してある。

キュベット搭載孔３ａに搭載するキュベット２は、少なくとも側面が透明な材料で形成された有底の円筒状の反応容器であり、図３に示すように、キュベット２の上部には、上部開口から下方に延在する鍔部２ａが形成してある。この鍔部２ａは、ターンテーブル３に形成したキュベット搭載孔３ａよりもやや大きく、この鍔部２ａがキュベット搭載孔３ａの縁部に当接して、ターンテーブル３からキュベット２が抜け落ちる事態を防止している。

攪拌領域は、キュベット２を揺動することにより、キュベット２に収容した反応液（検体と試薬の混合液）を攪拌する領域であり、本実施の形態に係る分析装置１は、ターンテーブル３に搭載した４本のキュベット２に収容した反応液を同時に攪拌可能である。

攪拌領域には、ターンテーブル３に搭載した４本のキュベット２と対応するように、上部支承部４と、下部支承部５とが配設してある。上部支承部４は分析装置本体に固定してあり、図３−１に示すように、ターンテーブル３の回転時にターンテーブル３に搭載したキュベット２と干渉することはない。この上部支承部４は、キュベット２の上部開口を閉塞して支承するものであり、キュベットに対応した４つの支承部材６と、取付部材７とを有している。

取付部材７には、ターンテーブル３に形成したキュベット搭載孔３ａと同一のピッチを有する取付孔７ａが４つ形成してある。これらの取付孔７ａには、それぞれブッシュ８が取り付けてあり、各ブッシュ８には、それぞれ支承部材６が昇降可能に取り付けてある。これらのブッシュ８は、たとえば、ゴムのような弾性材料により形成してあるので、各支承部材６は傾倒可能である。

各支承部材６は、それぞれキュベット支承部６ａと軸部６ｂとを有している。各キュベット支承部６ａは、キュベット２の上部開口よりも大径であって、キュベット２を確実に閉塞して支承すべく、上方に向けて漸次幅広となる曲面を有している。軸部６ｂは、ブッシュ８を貫通して支承部材６をブッシュ８に支承する部分であり、キュベット支承部６ａから上方に延在した部分である。

各支承部材６の軸部６ｂには、それぞれ圧縮コイルバネ９が巻回してあり、各支承部材６を下方に付勢してある。また、ブッシュ８を貫通した各支承部材６の軸部６ｂには、Ｅリング１０が取り付けてある。このＥリング１０は、支承部材６の自重、あるいは圧縮コイルバネ９の付勢力による支承部材６の脱落を防止する。

下部支承部５は昇降可能であって、図３−１に示すように、ターンテーブル３の回転時にターンテーブル３に搭載したキュベット２と干渉することがなく、ターンテーブル３の停止時にのみ上昇し、図３−２に示すように、上部支承部４と下部支承部５との間でキュベット２を把持可能である。この下部支承部５は、把持したキュベット２を揺動するものであり、キュベット２と対応した４つの下部支承部材１１を有している。各下部支承部材１１は、それぞれギア部１１ａとキュベット収容部１１ｂとを有している。

ギア部１１ａは動力が伝達される部分であり、このギア部１１ａから上方に延在するボス１１ｃにキュベット収容部１１ｂが形成してある。キュベット収容部１１ｂは、円筒形状の凹部であり、この底壁にはギア部１１ａの回転軸に対して偏心するように設けた攪拌子収容孔１１ｄが形成してある。

この攪拌子収容孔１１ｄには、キュベット２の下部を支承する攪拌子１２が収容してある。攪拌子１２は軸１３と、キュベット支承部１４とからなり、軸１３は、第１軸部１３ａ、鍔部１３ｂおよび第２軸部１３ｃを有している。第１軸部１３ａは、攪拌子収容孔１１ｄに収容される部分であり、円柱形状を有している。また、鍔部１３ｂは、攪拌子収容孔１１ｄの外縁部分と当接して、攪拌子１２の軸方向の位置決めを行うものであり、第１軸部１３ａよりも大径に形成してある。第２軸部１３ｃは、ベアリング１５のインナーレースを支承する部分であり、鍔部１３ｂよりも小径に形成してある。キュベット支承部１４は、キュベット２の下部を支承する部分であり、ベアリング１５のアウターレースに支承してある。したがって、キュベット支承部１４は、軸１３に対して回転自在となっている。このキュベット支承部１４は、円柱形状を有し、その上面には円錐形状の凹部１４ａが形成してある。

下部支承部材１１は、ギア部１１ａが直列に接続するように、配設してある。すなわち、図３において、左側から右側に順番に、第１の下部支承部材Ａ１１、第２の下部支承部材Ｂ１１、第３の下部支承部材Ｃ１１、第４の下部支承部材Ｄ１１とすると、これらの下部支承部材１１のギア部１１ａは、順番に噛み合い、動力を伝達するようになっている。したがって、図４において、第１の下部支承部材Ａ１１が反時計回りに回転すると、第２の下部支承部材Ｂ１１は時計回りに、第３の下部支承部材Ｃ１１は反時計回りに、第４の下部支承部材Ｄ１１は時計回りに回転する。すなわち、隣り合う下部支承部材１１（第１の下部支承部材Ａ１１と第２の下部支承部材Ｂ１１、第２の下部支承部材Ｂ１１と第３の下部支承部材Ｃ１１、第３の下部支承部材Ｃ１１と第４の下部支承部材Ｄ１１）は互いに反対方向に回転することになる。

また、これらの下部支承部材１１に収容した攪拌子１２は、振動を打ち消し合うように、互いに位相をずらして配設してある。すなわち、第１の下部支承部材Ａ１１に収容した攪拌子１２の位相を基準（図４において偏心方向を矢印で示す）にすると、第２の下部支承部材Ｂ１１に収容した攪拌子１２の位相は反時計方向に９０°、第３の下部支承部材Ｃ１１に収容した攪拌子１２の位相は１８０°、第４の下部支承部材Ｄ１１に収容した攪拌子１２の位相は時計方向に９０°ずらして配設してある。

図５に示すように、上述したターンテーブル３及び下部支承部５のほか、ＢＦ分離した反応液を測光することにより分析する分析部２０は、制御部３０に接続してあり、制御部３０によって制御されるようになっている。すなわち、制御部３０からの制御信号によってターンテーブル３が所定角度回転した後、下部支承部５が上昇し、その後、下部支承部５（下部支承部材１１）が回転することにより、反応液が攪拌されるようになっている。なお、分析部２０は、制御部３０に制御され、ターンテーブル３が回転するごとにターンテーブル３に搭載されたキュベット２に収容した反応液を測光するようになっている。

上述した分析装置１によれば、試薬、検体セット領域において、キュベット２を供給するとともに、磁性粒子を含む試薬と検体とが分注される。

一方、攪拌領域では、図３−２に示すように、まず、下部支承部５が上昇を開始する。下部支承部５が上昇を開始すると、キュベット２がキュベット収容部１１ｂに収容され、キュベット２がキュベット支承部１４（攪拌子１２）の凹部１４ａと当接する。さらに下部支承部５が上昇すると、キュベット２の鍔部２ａはターンテーブル３から離反して上昇し、キュベット２の上部開口は支承部材６により閉塞され、キュベット２は、攪拌子１２と支承部材６との間に把持される。このとき、攪拌子１２は下部支承部材１１のギア部１１ａの回転軸に対して偏心した攪拌子収容孔１１ｄに収容されているので、キュベット２は傾倒して把持されることになる。

つぎに、モータ等の駆動源（図示せず）により、第１の下部支承部材Ａ１１を反時計回りに回転させると、図４に示すように、第２の下部支承部材Ｂ１１が時計回りに、第３の下部支承部材Ｃ１１が反時計回りに、第４の下部支承部材Ｄ１１が時計回りに回転することになる。

このとき、攪拌子１２を収容した攪拌子収容孔１１ｄは、ギア部１１ａの回転軸に対して偏心するように設けてあるので、キュベット支承部１４と支承部材６との間に把持したキュベット２の下部が支承部材６を揺動中心として円の軌跡を描くように揺動して、反応液を攪拌する。そして、隣り合うキュベット２の下部は、互いに反対方向に円の軌跡を描くように、揺動することになる。ここで、第１の下部支承部材Ａ１１、第２の下部支承部材Ｂ１１、第３の下部支承部材Ｃ１１、第４の下部支承部材Ｄ１１に設けた攪拌子収容孔１１ｄは、位相をずらしてあるので、攪拌領域の振動を抑制するように回転することになる。

反応液の攪拌が終了すると、下部支承部５が下降を開始する。すると、キュベット支承部６ａとキュベット２の上部開口とが離反した後、キュベット２の鍔部２ａがターンテーブル３のキュベット搭載孔３ａの縁部と当接する。その後、下部支承部５が充分に下降して、キュベット２と下部支承部５とが干渉しなくなると、図３−１に示すように、ターンテーブル３の回転を許容することになる。

他方、Ｂ／Ｆ分離領域では、磁石を用いて反応液中の磁性粒子（検体を担持した磁性粒子担体）を集磁、洗浄、分散し、Ｂ／Ｆ分離がなされる。

試薬、検体セット領域、攪拌領域、Ｂ／Ｆ分離領域において、以上説明したそれぞれの動作が終了すると、ターンテーブル３が回転し、試薬、検体セット領域に位置したキュベット２は攪拌領域に、攪拌領域に位置したキュベット２はＢ／Ｆ分離領域に移送されることになる。そして、各領域において、上述した手順が繰り返される。

以上説明した分析装置によれば、攪拌領域の隣り合うキュベット２の下部が支承部材６を揺動中心として互いに反対方向に円の軌跡を描くように揺動するので、隣り合うキュベットにおいて生じる振動を打ち消し合い、攪拌領域における振動を抑制できる。この結果、Ｂ／Ｆ分離領域における反応液の流動を抑制することができ、正確な分析データが取得可能である。

また、キュベットを揺動させる攪拌子１２を設けた下部支承部材１１にギア部１１ａを形成するとともに、隣り合う下部支承部材１１に形成したギア部１１ａを相互に噛み合うように配設したので、一方の下部支承部材１１を回転させると、隣り合う下部支承部材１１を反対方向に回転させることができる。この結果、一つのモータ等の駆動手段によって隣り合うキュベット２の下部が互いに反対方向に円の軌跡を描くように揺動させることができる。

また、攪拌領域の隣り合うキュベットの振動を打ち消し合うように、隣り合う下部支承部材１１に設けた攪拌子１２の位相をずらして配設したので、攪拌領域における振動をさらに抑制できる。

上述した実施の形態に係る分析装置は、ギア部１１ａが直列に噛み合うように下部支承部材１１を配設したが、攪拌領域の隣り合うキュベット２が反対方向に揺動するものであればよく、プーリとベルトにより構成したものであってもよいし、各下部支承部材１１ごとにモータ等の駆動手段を設けたものであってもよい。

また、攪拌領域にある４本のキュベット２を揺動させて、反応液を攪拌するものとしたが、隣り合うキュベット２が反対方向に揺動するものであれば、４本のキュベット２に限定されるものではなく、任意の本数のキュベット２を揺動させてもよい。

また、攪拌子１２を収容する攪拌子収容孔１１ｄの位相差を９０°としたことにより、攪拌領域における振動を抑制するものとしたが、攪拌領域における振動を抑制するものであれば、９０°に限定されるものではなく、任意の位相差を設けてもよい。

さらに、キュベット２を用いた分析装置に限られるものではなく、マイクロプレートを用いた分析装置に適用することもできる。

Claims (3)

1. 反応液を攪拌する攪拌領域と、
   反応液をＢ／Ｆ分離するＢ／Ｆ分離領域と
   を有し、
   これらの領域に反応液を収容した反応容器を順次移送可能にしたターンテーブルを備えた分析装置において、
   前記攪拌領域の隣り合う反応容器が互いに反対方向に揺動するようにしたことを特徴とする分析装置。
2. 前記反応容器を揺動させる攪拌子を設けた下部支承部材にギア部を形成するとともに、隣り合う下部支承部材に形成したギア部が相互に噛み合うように配設したことを特徴とする請求項１に記載の分析装置。
3. 前記攪拌領域の隣り合う反応容器の振動を打ち消し合うように、隣り合う下部支承部材に設けた前記攪拌子の位相をずらして配設したことを特徴とする請求項１または２に記載の分析装置。

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