JPWO2014002954A1 - 攪拌機構及び攪拌方法 - Google Patents

Abstract

反応容器（セル）を簡便かつ効率的に攪拌するための機構及び方法を提供する。底部に係合穴（１０Ｅ）が形成されたセル（１０）を保持する反応テーブル（１８）と、前記反応テーブル（１８）の下側に設けられたピン（１８０）と、前記ピン（１８０）を、前記反応テーブル（１８）から下方へ突き出た前記セル（１０）の前記係合穴（１０Ｅ）内へ出入りさせる昇降手段と、前記ピン（１８０）を前記セル（１０）の軸線周りに旋回させる回転手段と、を有する、攪拌機構。底部に係合穴（１０Ｅ）が形成されたセル（１０）を反応テーブル（１８）に保持するセル保持工程と、前記反応テーブル（１８）の下側に設けられたピン（１８０）を、前記反応テーブル（１８）から下方へ突き出た前記セル（１０）の前記係合穴（１０Ｅ）内へ出入りさせるピン挿入工程と、前記ピン（１８０）を、前記セル（１０）の軸線周りに旋回させるピン回転工程と、を含むセル（１０）の攪拌方法。

Description

本発明は攪拌機構及び攪拌方法に関し、特に免疫測定法に用いられる、試薬、検体等を収容する反応容器を攪拌するための機構及び方法に関する。

検体中の測定対象物質を、抗原抗体反応を利用して測定する免疫測定法として、反応容器に、不溶性担体粒子、一次抗体、標識化二次抗体、及び検体を添加し、不溶性担体粒子上に、一次抗体、測定対象物質、及び、標識化二次抗体の免疫複合体を形成させ、この免疫複合体中の標識量を測定することにより、検体中の測定対象物質を測定する方法がある。

上記の免疫測定法で使用される、特に磁性担体粒子等の不溶性担体粒子を含む試薬については、その攪拌および沈降防止のため種々の攪拌装置が提案されている。例えば、容器を乗せたトレイを回転・停止を繰り返すことにより容器内部の液を攪拌し沈降を防止する、又は容器そのものに回転運動その他複雑な動きを与えて内部の試薬に回転流を起させて攪拌、沈降を防止し、あるいは内部にボール，ロッド等の攪拌子を入れて攪拌の効果を増強する等の攪拌機構が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

また、容器の攪拌方法として、容器の上端部を支点として、容器底部に対して偏心した平面円運動を生じさせ、容器を攪拌する方法が報告されている（例えば、特許文献３、特許文献４参照）。

特開平０８−２０１３９６号公報 特開２００６−０４７２５０号公報 特開平０７−１９８５６１号公報 特開昭５９−０１９８５８号公報

しかしながら、特許文献１に記載のセル（反応容器）のように、セルに外部と連通する流路を設け、流路の先端に加圧機構を設けた構成とすればセル自体が大型化し、結果としてセルを固定せざるを得ず、複数のセルを使い分けることができなくなるので、複数の検体を測定することができない。さらにセルを測定ごとに洗浄する必要も生じる。またセル自体に攪拌装置を設ければセルが大型化／重量化する上にセルのコストも上昇するため、多数の検体を短時間で効率よく測定することができない。

さらに、セルに超音波を当てて攪拌するためには装置が大型化し、騒音など環境への影響を免れ得ず、また、攪拌子をセルの中へ挿入して使用する方法ではセルと同数の攪拌子が必要となるためコストが上昇し、攪拌子の洗浄、搬送など付随する装置の追加が必要となる。

本発明は上記事実を考慮し、反応容器を簡便かつ効率的に攪拌するための機構及び方法を提供することを課題とする。

第１の態様に係る攪拌機構は、底部に凹部が形成された反応容器を保持する保持部材と、前記保持部材の下側に設けられた攪拌棒と、前記攪拌棒を前記保持部材から下方へ突き出た前記反応容器の前記凹部内へ前記攪拌棒を出入りさせる昇降手段と、前記攪拌棒を前記反応容器の軸線周りに旋回させる回転手段と、を有することを特徴とする。

第１の態様に係る攪拌機構では、昇降手段が保持部材に保持され下方に突き出た反応容器の凹部へ攪拌棒を入れる。回転手段が、攪拌棒を反応容器の軸線周りに旋回させると、保持部材に保持されている部分を支点として、反応容器が首振り運動（歳差運動）する。これにより、攪拌棒を反応容器内へ挿入せずに、反応容器自体の首振り運動によって、反応容器内の試薬等を攪拌することができる。

第２の態様に係る攪拌機構は、第１の態様に係る攪拌機構において、前記保持部材は、外周部に前記反応容器の外径より大きな円孔が形成されたターンテーブルであり、前記反応容器は前記円孔の孔縁に前記反応容器から張出した鍔部で吊下されることを特徴とする。

第２の態様に係る攪拌機構では、鍔で吊下された状態の反応容器が反応テーブルの凹部の中で多少のガタツキを有しながら首振り運動（歳差運動）するので、攪拌効率が向上する。

第３の態様に係る攪拌機構は、第２の態様に係る攪拌機構において、前記反応容器の前記凹部には、前記凹部の底面から開口部に向って拡径する傾斜面が形成され、前記攪拌棒の旋回径は、前記凹部の開口部の径より小径であることを特徴とする。

第３の態様に係る攪拌機構では、反応容器の凹部の停止位置がある程度ズレていても、攪拌棒を凹部へ入れることができる。

第４の態様に係る攪拌機構は、第１の態様〜第３の態様の何れか一つに攪拌機構において、前記回転手段は、前記保持部材の下側に設けられたモータと、前記モータで回転され、前記攪拌棒が偏心して取付けられる回転体と、を備えたことを特徴とする。

第４の態様に係る攪拌機構では、汎用部品を使用して回転手段を構成できるので、製品コストを削減できる。

第５の態様に係る攪拌機構は、第１の態様〜第３の態様の何れか一つの攪拌機構において、前記昇降手段は、前記モータが固定され上下に移動可能に支持されたサブフレームと、前記サブフレームに形成されたラックと、前記ラックと噛み合い、前記モータで回転駆動されるギアと、を備えたことを特徴とする。

第５の態様に係る攪拌機構では、汎用部品を使用して昇降手段を構成できるので、製品コストを削減できる。

第６の態様に係る攪拌機構は、第５の態様に係る攪拌機構において、前記フレームの昇降高さを検出する高さ検出手段と、前記高さ検出手段からの信号に基づき、前記ギアを停止して、前記モータを回転させる制御手段と、を有することを特徴とする。

第６の態様に係る攪拌機構では、サブフレームの高さを検出して所望の位置で停止させ、モータを回転させることで、正しく攪拌棒をセルの凹部に挿入することができる。

第７の態様に係る攪拌方法は、底部に凹部が形成された反応容器を保持部材に保持する反応容器保持工程と、前記保持部材の下側に設けられた攪拌棒を、前記保持部材から下方へ突き出た前記反応容器の前記凹部内へ出入りさせる攪拌棒挿入工程と、前記攪拌棒を、前記反応容器の軸線周りに旋回させる攪拌棒回転工程と、を含むことを特徴とする。

第７の態様に係る攪拌方法では、底部に凹部が形成された反応容器を保持部材に保持し、保持部材で保持されている部分を支点に、反応容器の凹部へ挿入され攪拌棒を反応容器の軸線周りに旋回させて、反応容器を攪拌する。これにより、攪拌棒を反応容器内へ挿入することなく、反応容器内の試薬等を均一に攪拌することができる。

第８の態様に係る攪拌方法は、第７の態様に係る攪拌方法において、前記保持部材は、外周部に前記反応容器の外径より大きな円孔が形成されたターンテーブルであり、前記反応容器は、前記円孔の孔縁に前記反応容器から張出した鍔部で吊下されることを特徴とする。

第８の態様に係る攪拌方法では、反応容器が、反応容器から張出した鍔部で吊下された状態で攪拌されるので、攪拌効率が向上する。

第９の態様に係る攪拌方法は、第８の態様に係る攪拌方法において、前記凹部の底面から開口部に向って拡径する傾斜面が形成され、前記攪拌棒の旋回径は、前記凹部の開口部の径より小径であることを特徴とする。

第９の態様に係る攪拌方法では、攪拌中に、攪拌棒が凹部からはずれ難くなっているため、攪拌効率が向上する。

第１０の態様に係る攪拌方法は、第７の態様〜第９の態様の何れか一つの攪拌方法において、前記攪拌棒回転工程は、前記攪拌棒を、前記保持部材の下側に設けられたモータと、前記モータで回転され、前記攪拌棒が偏心して取り付けられる回転体とを備える回転手段により、前記反応容器の軸線周りに旋回させる工程であることを特徴とする。

第１０の態様に係る攪拌方法では、汎用部品から構成される回転手段を用いるので、簡易に攪拌することができる。

第１１の態様に係る攪拌方法は、第７の態様〜第１０の態様の何れか一つの攪拌方法において、前記攪拌棒挿入工程は、前記モータが固定され上下に移動可能に支持されたサブフレームと、前記サブフレームに形成されたラックと、前記ラックと噛み合い、前記モータで回転駆動されるギアとを備えた昇降手段により、前記攪拌棒を、前記反応容器の前記凹部へ出入りさせる工程であることを特徴とする。

第１１の態様に係る攪拌方法では、汎用部品から構成される昇降手段を用いるので、簡易に攪拌することができる。

第１２の態様に係る攪拌方法は、第１１の態様に係る攪拌方法において、前記昇降手段は、前記フレームの昇降高さを検出する高さ検出手段と、前記高さ検出手段からの信号に基づき、前記ギアを停止して、前記モータを回転させる制御手段と、を有することを特徴とする。

第１２の態様に係る攪拌方法では、攪拌を制御することができるので、安全に攪拌することができる。

第１３の態様に係る攪拌方法は、第７の態様〜第１２の態様の何れか一つの攪拌方法において、前記反応容器が、不溶性担体粒子含有試薬を収容していることを特徴とする。

第１３の態様に係る攪拌方法では、反応容器に収容されている不溶性担体粒子含有試薬を効率的に攪拌することができる。

第１４の態様に係る攪拌方法は、第１３の態様に係る攪拌方法において、前記不溶性担体粒子含有試薬が、磁性担体粒子含有試薬であることを特徴とする。

第１４の態様に係る攪拌方法では、反応容器に収容されている磁性担体粒子含有試薬を効率的に攪拌することができる。

本発明により、反応容器を簡便かつ効率的に攪拌するための機構及び方法が提供される。

本願発明の実施形態に係る攪拌機構がセットされたターンテーブルを備えた免疫測定装置の基本構成を示す上面図である。 本願発明の実施形態に係るセルの構造を示す斜め上側から見た斜視図である。 本願発明の実施形態に係るセルの構造を示す斜め下側から見た斜視図である。 本願発明の実施形態に係るセルの構造を示す下端部付近の断面図である。 本願発明の実施形態に係る攪拌機構がセットされたターンテーブルを示す斜視図である。 本願発明の実施形態に係る攪拌機構がセットされたターンテーブルを示す平面図である。 本願発明の実施形態に係る攪拌機構がセットされたターンテーブルを示す分解斜視図である。 本願発明の実施形態に係る攪拌機構の構造を説明するための分解斜視図である。 本願発明の実施形態に係る攪拌機構の構造を説明するための斜視図である。 本願発明の実施形態に係る攪拌機構の構造を説明するための正面図である。 本願発明の実施形態に係る攪拌機構の構造を説明するための側面図である。 本願発明の実施形態に係る攪拌機構の動作状態を説明するための正面図である。 本願発明の実施形態に係る攪拌機構の動作を示す概念図である。

＜全体構成＞
図を参照しながら、本発明の実施形態に係る免疫測定装置２００について説明する。図１に示すように、免疫測定装置２００は主として、セル供給ユニット１４、試薬保管ユニット１２、反応テーブル１８、検体テーブル２０、ＢＦユニット２２、及び検査ユニット２４で構成されている。なお、以下の説明において、便宜上、検体テーブル２０側を装置手前側として説明する。

免疫測定装置２００の左奥に配置されたセル供給ユニット１４は、空のセル１０（反応容器）を所定の位置へ搬送し、一列に整列させるユニットであり、セルタンク３０、レール３２、及びセル送り機構３４を含んで構成されている。セル供給ユニット１４の手前には、ターンテーブル３６を備えた攪拌装置１６を収容した試薬保管ユニット１２が配置されており、ターンテーブル３６にセットされたカセットには、免疫測定に必要な試薬が収容された複数の試薬容器２６が保持されている（図示せず）。また、試薬保管ユニット１２は、冷却手段（不図示）によって一定の温度に冷却されている。

試薬保管ユニット１２の右側には、反応テーブル１８が配置されている。反応テーブル１８は、免疫測定装置２００の中央部よりやや左側に位置しており、ヒータ（不図示）を備えている。図３Ａ〜Ｃに示すように、反応テーブル１８の外周部には、セル１０を保持する凹部３８が反応テーブル１８の全周に亘って形成されている。凹部３８の径は後述するセルハンド７２などの搬送位置精度に合わせて、セル１０の径より大きい必要があり、かつ後述するフランジ１０Ｂの径よりも小さいので、セル１０はフランジ１０Ｂで凹部３８に保持される。

さらに、図３Ａ〜Ｃに示すように反応テーブル１８の上にはカバー１９が設けられていてもよい。後述するセルハンドによってセル１０の受け渡しが行われる箇所のみ、図３Ｂに平面図で示すようにカバー１９には穴１９Ａが設けられ、穴１９Ａを介してセル１０を反応テーブル１８の凹部３８にセットすることができる。一方、カバー１９でセル１０の上を覆うことで、反応テーブル１８の回転移動中に他の試薬／検体などの飛沫や埃のセル１０への混入を防止することができる。

本実施形態では、一例として、反応テーブル１８の周方向に等間隔で６０個の凹部３８が形成されている。また、ヒータ（不図示）により、凹部３８に保持されたセル１０を温め、セル１０内の試薬を活性化させることができる。

反応テーブル１８の手前には、検体テーブル２０が配置されており、検体を収容した複数の試験管４０が保持されている。また、反応テーブル１８の右側には、後述するセルハンド７２を挟んでＢＦユニット２２が配置されている。ＢＦユニット２２は、セル１０を回転搬送するＢＦテーブル４２と、ＢＦテーブル４２にセットされたセル１０内の試薬のＢ／Ｆ分離を行うＢＦノズルユニット４４とを含んで構成されている。なお、本実施形態では、装置の奥側と手前側の２箇所にＢＦユニット２２が配置されているが、１箇所だけに配置してもよい。

ＢＦユニット２２の右側には、後述するセルハンド７４を挟んで検査ユニット２４が配置されている。検査ユニット２４は、セル１０内の試薬を攪拌する攪拌部４６と、光量を測定する測定室４８とで構成されている。

免疫測定装置２００には、上記の他に、セル１０を反応テーブル１８へ移動させるセルハンド５２、試薬を吸引吐出する試薬分注ノズル５４、６８、及び検体を吸引吐出する検体分注ノズル６０が配置されている。また、免疫測定装置２００を構成するユニット、セルハンド、及びノズル等は、制御部３００（不図示）に接続されており、制御部３００からの信号により動作する。また、後述するサブフレーム１６２の上下位置、および攪拌モータ１７４の回転速度を含めて装置全体の動作を制御する。

＜免疫測定法＞
次に、免疫測定装置２００を用いた免疫測定法の一例を説明する。なお、本実施態様では、不溶性担体粒子含有試薬としてストレプトアビジン結合磁性担体粒子含有試薬を用いているが、これに限らず、他の磁性担体粒子を含有する試薬を用いてもよい。また、磁石を用いずにＢ／Ｆ分離を行う場合は、磁性を有しない不溶性担体粒子、例えば、ラテックス等を用いることができる。本実施態様では、一次抗体含有試薬としてビオチン化一次抗体含有試薬を用いているが、これに限らず、不溶性担体粒子含有試薬の種類に応じて適宜選択される抗体を含有する試薬を用いることができる。本実施態様では、標識化二次抗体含有試薬として、アルカリホスファターゼ標識二次抗体含有試薬を用いているが、これに限らず、測定対象物質の種類に応じて適宜選択される標識物質で標識された抗体を含有する試薬を用いることができる。本実施態様においては、免疫測定法として、サンドイッチ法に基づく化学発光免疫測定法を用いているが、これに限らず、他の免疫測定法を用いてもよい。
初めに、セル供給ユニット１４のセルタンク３０内に使用者が未使用のセル１０を複数投入する。なお、本実施形態で用いるセル１０（キュベットともいう）は、一端部が開口したプラスチック製の有底円筒体であり、開口部に鍔が形成された汎用の反応容器である。

図２に示すように、セル１０は略円筒形とされており、一端（開口側）には各セルハンドで把持し搬送するための鍔１０Ａが設けられ、その下には各テーブルの凹部にセル１０を挿入した際に抜け落ちず、保持されるためのフランジ１０Ｂが設けられている。セル１０内は空洞１０Ｃとされており、内部に試薬、検体を注入し内部で貯留、攪拌可能とされている。

セル１０の底部には下方向に向けて拡径するように開口する係合穴１０Ｅが設けられており、係合穴１０Ｅは空洞１０Ｃとは連通せず、所謂盲管形状とされている。係合穴１０Ｅは図２Ｃに示すように擂鉢状の傾斜面１０Ｆを備えており、後述する攪拌機構６６の回転するピン１８０と係合することで、セル１０は反応テーブル１８上において回転、攪拌され、内部の試薬、検体が混合される。

セル１０全体が略円筒形状であってもよいが、材料の節約と軽量化のため、係合穴１０Ｅの近傍はリブ１０Ｄで支持する構造であってもよい。またセル１０は円筒形状に限定されず、四角柱状、半円柱状など種々の形状であってよい。この際、係合穴１０Ｅが円錐形状となるように傾斜面１０Ｆが形成されていれば、ピン１８０によって攪拌は可能となる。

セルタンク３０へ投入されたセル１０は、エレベータ（不図示）により１個ずつセルタンク３０の上方へ持ち上げられ、その後、傾いた２本の棒で構成されたレール３２を滑ってセル送り機構３４へ搬送される。

セル送り機構３４へ搬送されたセル１０は、セル送り機構３４の整列板５０が開閉することによりレール３２の終端部３２Ａへ１つずつ送り込まれる。なお、セル送り機構３４を設けずに、セルタンク３０からレール３２の終端部３２Ａまでセル１０を滑らせてもよい。

レール３２の終端部３２Ａに到達したセル１０は、セルハンド５２に掴まれ、回転軸５２Ａ回りに回転して反応テーブル１８の凹部３８へセットされる。その後、反応テーブル１８の回転により、試薬分注ノズル５４の直下へ搬送される。ここで、試薬分注ノズル５４が回転軸５４Ａ周りに回転し、ターンテーブル３６のカセットに保持された試薬容器２６から不溶性担体粒子含有試薬を吸引してセル１０へ吐出する（図示せず）。

次に、別の試薬容器２６から一次抗体含有試薬を吸引してセル１０へ吐出する（図示せず）。ここで、不溶性担体粒子含有試薬を吐出した試薬分注ノズル５４は、分注ノズル洗浄槽５８で一旦洗浄され、その後、一次抗体含有試薬の吸引が行われる。これにより、試薬の混入を防止できる。

ストレプトアビジン結合磁性担体粒子含有試薬とビオチン化一次抗体含有試薬とが吐出されたセル１０は、反応テーブル１８の回転により、検体分注ノズル６０の近傍へ搬送されながら、反応テーブル１８に設けられたヒータにより所定の温度（本実施形態では一例として３７℃）で温められ、磁性担体粒子に結合されたストレプトアビジンとビオチン化抗体との反応が促進される。

セル１０が検体分注ノズル６０の近傍へ搬送されると、検体分注ノズル６０は、回転軸６０Ａ回りに回転し、検体テーブル２０にセットされた試験管４０から検体を吸引して、ストレプトアビジン結合磁性担体粒子含有試薬とビオチン化一次抗体含有試薬とが吐出されたセル１０へ吐出する。検体の希釈が必要な場合には、希釈液容器６４から希釈液を吸引し、次いで、検体テーブル２０にセットされた試験管４０から検体を吸引して、検体と希釈液の混合物を、ストレプトアビジン結合磁性担体粒子含有試薬とビオチン化一次抗体含有試薬とが吐出されたセルへ吐出する。その後、検体、又は、検体と希釈液の混合物をセルへ吐出した検体分注ノズル６０は、検体ノズル洗浄槽６２で洗浄される。これにより、検体分注ノズル６０における検体による汚染が防止される。

検体、又は、検体と希釈液とが吐出されたセル１０は、反応テーブル１８の外周に沿って設けられた攪拌機構６６の位置まで搬送され、攪拌機構６６によりセル１０内の試薬、検体、及び希釈液が非接触で攪拌される。攪拌は、後述するようにセル１０の底部を円錐振り子の軌道で回転させて行われる。

以上により、検体中の測定対象物質が一次抗体に結合され、磁性担体粒子上に、一次抗体、及び測定対象物質の複合体が形成される。次に、試薬分注ノズル６８が回転軸６８Ａ回りに回転し、試薬保管ユニット１２のカセットの所定の位置に保持された試薬容器２６からアルカリホスファターゼ標識二次抗体を吸引し、セル１０へ吐出する。試薬分注ノズル６８は、アルカリホスファターゼ標識二次抗体を吐出した後、分注ノズル洗浄槽７０に移動して洗浄が行われる。

アルカリホスファターゼ標識二次抗体が吐出されたセル１０内の試薬類は、攪拌機構６６により攪拌され、アルカリホスファターゼ標識二次抗体と検体中の測定対象物質との反応が促進される。これにより、磁性担体粒子上に、一次抗体、測定対象物質、及び標識化二次抗体からなる複合体（免疫複合体）が形成される。

次に、セル１０は、反応テーブル１８の回転によりセルハンド７２の近傍へ搬送され、セルハンド７２に掴まれ、回転軸７２Ａ回りに回転して一方のＢＦユニット２２へ搬送される。ＢＦユニット２２に搬送されたセル１０は、ＢＦテーブル４２の外周部に設けられた凹部４２Ａへセットされる。ここで、ＢＦテーブル４２の内部には、セル１０の外周面を取り囲んでネオジム磁石（不図示）が設けられており、凹部４２Ａへセットされたセル１０内の磁性担体粒子を集磁する。

次に、ＢＦノズルユニット４４が凹部４２Ａにセットされたセル１０の上方へ移動する。そして、ＢＦノズルユニット４４を構成する４本のＢＦノズル４４Ａが、それぞれの凹部４２Ａにセットされたセル１０に対して、試薬類の吸引と洗浄液の吐出を行う。このとき、ネオジム磁石に集磁されている磁性担体粒子、及び磁性担体粒子と結合した試薬類は、ＢＦノズル４４Ａに吸引されず、セル１０内に残留する。

一方、磁性担体粒子と結合しなかった試薬類は、ＢＦノズル４４Ａに吸引されて、セル１０から除去される。以上のようにして、磁性担体粒子と結合した物質（Ｂｉｎｄ）と、結合しなかった物質（Ｆｒｅｅ）が分離（Ｂ／Ｆ分離）される。なお、本実施形態では、Ｂ／Ｆ分離を繰り返し行い、磁性担体粒子と結合しなかった物質を確実に取り除くようにしている。

Ｂ／Ｆ分離が行われたセル１０は、セルハンド７４に掴まれ、回転軸７４Ａ回りに回転して測定ユニット２４の攪拌部４６へ搬送される。このとき、セルハンド７４に設けられたチューブ（不図示）から検出試薬（発光基質試薬）がセルへ吐出される。攪拌部４６では、免疫複合体をその上に担持する磁性担体粒子と、検出試薬とが攪拌され、免疫複合体中のアルカリホスファターゼが発光基質試薬と反応して発光する。

次にセル１０は、セルハンド７４に掴まれ、回転軸７４Ａ回りに回転して測定室４８内へ搬送される。測定室４８は、完全に閉塞されて光が入らない空間となっており、測定室４８内に設けられた発光量を測定するセンサにより、免疫複合体中のアルカリホスファターゼと発光基質試薬との反応により生成した光の発光量が測定され、この測定された発光量から、検体中の測定対象物質の濃度を決定する。測定が終わったセル１０は、セルハンド７４に掴まれ、廃棄管７６へ廃棄される。制御部３００（不図示）は、検体中の測定対象物質の濃度をデータとして蓄積し、また、測定結果をモニタ（不図示）等に表示させる。

＜攪拌機構の構成＞
次に、本実施形態に係る攪拌機構６６の構成を説明する。

図３Ａ〜Ｃに示すように、反応テーブル１８には攪拌機構６６が設けられている。本実施形態においては反応テーブル１８に２個の攪拌機構６６が設けられているが、３個以上であっても、また場合によっては１個であってもよい。

図４に示すように攪拌機構６６はフレーム１６０上に、上下方向に移動可能に設けられたサブフレーム１６２が、上下方向に移動可能に支持されている。フレーム１６０上には移動モータ１６４が固定され、横置きに保持された移動モータ１６４の回転軸の先端に設けられたピニオンギア１６６が、サブフレーム１６２に固定されたラックギア１７２に嵌合する。移動モータ１６４の回転によってピニオンギア１６６が回転し、ラックギア１７２を上下に移動させることで、サブフレーム１６２は上下方向に移動する。移動モータ１６４には位置精度の面から例えばパルスモータなどが好適に使用できる。

サブフレーム１６２は図４Ａに示すようにフレーム１６０上に上下方向に設けられたレール１６０Ａ上を上下方向に移動可能に支持されたスライダ１６０Ｂ上に設けられている。これにより、サブフレーム１６２に固定された攪拌モータ１７４を上下方向に移動させる。レール１６０Ａおよびスライダ１６０Ｂは、サブフレーム１６２が脱落せず、上下へのスムーズな移動を妨げなければ蟻溝など種々の構造から選択できる。

サブフレーム１６２は図４Ｃ、Ｄに示すホームポジション（初期位置）から図４Ｅに示す攪拌位置（上端位置）までの距離Ｈを移動可能とされている。ホームポジションにおいては、サブフレーム１６２に設けられた遮光板１８３をフォトセンサ１８６が検出し、制御部３００（不図示）へ位置情報が伝達され、制御部３００の指示により移動モータ１６４は（下方向へ移動中であれば）回転を停止し、サブフレーム１６２は停止する。あるいはマイクロスイッチをフレーム１６０に設け、サブフレーム１６２の下方向への移動によって作動し、下端位置を検出するなどの方法でもよい。

サブフレーム１６２に設けられた攪拌モータ１７４には、例えば格子円盤１７６が設けられ、同じくサブフレーム１６２に設けられた光センサ１８４と組合わせてロータリーエンコーダ１８８を構成している。このロータリーエンコーダ１８８にて格子円盤１７６の回転を検知することで攪拌モータ１７４の回転速度を検出し、制御部３００（不図示）にて攪拌モータ１７４の回転速度を制御するようにしてもよい。また、ここでいう制御部は前述のサブフレーム１６２の上下位置制御を行う制御部３００と同一の制御基板であっても、これとは別個の専用の制御部であってもよい。

攪拌モータ１７４には回転軸上に略円筒形状のボス１７８が設けられ、攪拌モータ１７４の回転によって回転駆動される。ボス１７８には、上面に穴１８２が設けられ、穴１８２にはピン１８０が挿入され上方に突出している。

穴１８２はボス１７８の回転中心（図５に示す回転軸Ｃ）から径方向に外れた偏芯位置にあり、結果としてピン１８０は攪拌モータ１７４の回転軸Ｃ（図５に示す）から偏芯した（エキセントリックな）位置に設けられることになる。このため、攪拌モータ１７４の回転によりピン１８０は図５に示す回転軸Ｃを中心とした円軌道Ｒ１上を回転移動する。このとき、円軌道Ｒ１の径を係合穴１０Ｅの径よりも小さくしておくことで、ボス１７８の軌道上の位置がどこであっても、ピン１８０はセル１０の係合穴１０Ｅに挿入される。

セル１０がセットされた反応テーブル１８が回転し、セル１０を保持する凹部３８が攪拌機構６６の直上に回転移動すると、制御部３００（不図示）からの信号により移動モータ１６４が駆動されサブフレーム１６２は攪拌位置に距離Ｈだけ上昇する。移動モータ１６４がパルスモータであれば、駆動パルス数のカウントにより図４Ｅの攪拌位置で停止させることで、新たに位置センサを設けることなく正確にサブフレーム１６２の停止位置を規定できる。

図４Ｅに示すようにサブフレーム１６２が攪拌位置まで距離Ｈだけ上昇すると、攪拌機構６６の直上に位置する反応テーブル１８の凹部３８に挿入された、セル１０の係合穴１０Ｅにピン１８０が係合する。前述のようにピン１８０はボス１７８の回転軸Ｃから外れた位置に設けられているため、図５に示すようにピン１８０は回転軸Ｃを中心とした円軌道Ｒ１上を回転移動し、ピン１８０の先端が契合したセル１０の係合穴１０Ｅもまたピン１８０によって円軌道を描くように移動する。

このときセル１０は凹部３８に挿入されており、凹部３８の径は前述のようにセル１０の径よりも大きいので、図５に示すように係合穴１０Ｅが円軌道を描くように移動することで、凹部３８を支点としてセル１０全体は凹部３８より上では中心軸が円軌道Ｒ２を描くように回転し、凹部３８より下では円軌道Ｒ１を描くように略円錐振り子の軌道で回転する。

上記の攪拌工程中、ピン１８０は係合穴１０Ｅに挿入されており、前述のように係合穴１０Ｅはセル１０内の空洞１０Ｃとは連通していないので、結果としてセル１０内部に注入された検体、希釈液、不溶性担体粒子含有試薬等に攪拌子など外部の部材が接触することなく、非接触でセル１０の攪拌を行うことができる。

これによりセル１０内部の検体、希釈液、不溶性担体粒子含有試薬等が、攪拌子などに付着した、他のセル１０由来の検体、希釈液、不溶性担体粒子含有試薬等によって汚染される（コンタミネーション）事態を防ぐことができる。また当然、セル１０内の液に浸漬される攪拌子が存在しないため、これを洗浄する機構等も不要となり、特に洗浄用の配管が不要となるため反応テーブル１８および周辺機器の簡略化、小型化が可能となる。
＜攪拌方法＞

本発明の攪拌方法は、
（１）底部に凹部（係合穴１０Ｅ）が形成された反応容器（セル１０）を保持部材（反応テーブル１８）に保持する反応容器保持工程と、
（２）前記保持部材（反応テーブル１８）の下側に設けられた攪拌棒（ピン１８０）を、前記保持部材（凹部３８）から下方へ突き出た前記反応容器（セル１０）の前記凹部（係合穴１０Ｅ）内へ出入りさせる攪拌棒挿入工程と、
（３）前記攪拌棒（ピン１８０）を、前記反応容器（セル１０）の軸線周りに旋回させる攪拌棒回転工程と、
を含む反応容器の攪拌方法である。

本発明の攪拌方法は、本発明の攪拌機構を用いて行うことができる。本発明の攪拌方法において、反応容器（セル１０）は、底部に凹部（係合穴１０Ｅ）が形成された反応容器であり、保持部材（反応テーブル１８）に保持される構造を有する反応容器が好ましい。保持部材に保持される構造としては、例えば鍔部（フランジ１０Ｂ）等が挙げられる。また、底部に形成される凹部は、攪拌棒（ピン１８０）が挿入される形状であれば特に制限はなく、例えば底面から開口部に向って拡径する傾斜面１０Ｆが形成される形状等が挙げられる。

本発明の攪拌方法において、保持部材（反応テーブル１８）は、底部に凹部（係合穴１０）が形成された反応容器（セル１０）を保持し、反応容器の攪拌を可能とする保持部材であれば特に制限はなく、例えば外周部に前記反応容器の外径より大きな円孔（凹部３８）が形成されたターンテーブル等が挙げられる。反応容器は、ターンテーブルの円孔の孔縁に、反応容器から張出した鍔部（フランジ１０Ｂ）で吊下されて保持される。

本発明の攪拌方法において、攪拌棒（ピン１８０）は、反応容器（セル１０）の底部に形成される凹部（係合穴１０Ｅ）に挿入され、反応容器を軸線（回転軸Ｃ）周りに旋回させる攪拌棒であれば特に制限はない。攪拌棒の旋回径は、反応容器の底部に形成される凹部の開口部の径より小径であることが好ましい。攪拌棒による反応容器の攪拌は、例えば回転手段（攪拌モータ１７４）により行うことができ、回転手段としては、例えば保持部材の下側に設けられたモータと、モータで回転され、攪拌棒が偏心して取り付けられる回転体（ボス１７８）とを備える回転手段等が挙げられる。

また、攪拌棒の、反応容器の底部に形成された凹部への挿入（出入り）は、例えば昇降手段により行うことができ、昇降手段としては、例えばモータ（移動モータ１６４）が固定され上下に移動可能に支持されたサブフレーム１６２と、前記サブフレーム１６２に形成されたラック１７２と、前記ラック１７２と噛み合い、回転駆動されるギア１６６とを備えた昇降手段等が挙げられ、さらに、前記フレーム１６０の昇降高さを検出する高さ検出手段（フォトセンサ１８６）と、前記高さ検出手段からの信号に基づき、前記ギア１６６を停止して、前記モータを回転させる制御手段（制御部３００）とを有する昇降手段が好ましい。

本発明の攪拌方法は、不溶性担体粒子含有試薬を収容している反応容器（セル１０）の攪拌に好適に用いられ、磁性担体粒子含有試薬を収容している反応容器の攪拌に特に、好適に用いられる。磁性担体粒子は比重が高く、沈降し易いため、本発明の攪拌方法は特に有効である。

尚、本発明の攪拌方法における反応容器（セル１０）、保持部材（反応テーブル１８）、攪拌棒（ピン１８０）、回転手段（攪拌モータ１７４）、昇降手段（移動モータ１６４）の具体例としては、それぞれ、前述の、攪拌機構における反応容器、保持部材、攪拌棒、回転手段、昇降手段等が挙げられる。

＜まとめ＞

以上、本発明の実施例について記述したが、本発明は上記の実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得ることは言うまでもない。

例えば、攪拌機構６６の使用は本実施形態に挙げた例に限定されるものではなく、例えば反応テーブル１８以外にセル１０の攪拌を必要とする工程があれば、他の部位にも攪拌機構６６を使用することができる。

あるいは係合手段であるピン１８０の形状も、棒状に限定されず、例えば先端をリング状としてセル１０の底部をリングで把持するなど、種々の形状であってもよい。

１０ セル（反応容器）
１０Ｂ フランジ（鍔部）
１０Ｅ 係合穴（凹部）
１０Ｆ 傾斜面
１２ 試薬保管ユニット
１４ セル供給ユニット
１８ 反応テーブル（保持部材）
２０ 検体テーブル
３０ セルタンク
３８ 凹部（円孔）
４０ 試験管
６０ 検体分注ノズル
６６ 攪拌機構
７０ 分注ノズル洗浄槽
７２ セルハンド
１６０ フレーム
１６２ サブフレーム
１６４ 移動モータ（昇降手段）
１６６ ピニオンギア（ギア）
１７２ ラックギア（ラック）
１７４ 攪拌モータ（回転手段）
１７６ 格子円盤
１７８ ボス（回転体）
１８０ ピン（攪拌棒）
１８１ 上端面
１８２ 穴
１８４ ロータリーエンコーダ
１８６ フォトセンサ（高さ検出手段）
２００ 免疫測定装置
３００ 制御部（制御手段）
Ｃ 回転軸

Claims (14)

1. 底部に凹部が形成された反応容器を保持する保持部材と、
   前記保持部材の下側に設けられた攪拌棒と、
   前記攪拌棒を、前記保持部材から下方へ突き出た前記反応容器の前記凹部内へ出入りさせる昇降手段と、
   前記攪拌棒を前記反応容器の軸線周りに旋回させる回転手段と、
   を有する攪拌機構。
2. 前記保持部材は、外周部に前記反応容器の外径より大きな円孔が形成されたターンテーブルであり、前記反応容器は前記円孔の孔縁に前記反応容器から張出した鍔部で吊下される請求項１に記載の攪拌機構。
3. 前記反応容器の前記凹部には、前記凹部の底面から開口部に向って拡径する傾斜面が形成され、前記攪拌棒の旋回径は、前記凹部の開口部の径より小径である請求項２に記載の攪拌機構。
4. 前記回転手段は、
   前記保持部材の下側に設けられたモータと、
   前記モータで回転され、前記攪拌棒が偏心して取付けられる回転体と、
   を備えた請求項１〜３の何れか１項に記載の攪拌機構。
5. 前記昇降手段は、
   前記モータが固定され上下に移動可能に支持されたサブフレームと、
   前記サブフレームに形成されたラックと、
   前記ラックと噛み合い、前記モータで回転駆動されるギアと、
   を備えた請求項１〜４の何れか１項に記載の攪拌機構。
6. 前記フレームの昇降高さを検出する高さ検出手段と、
   前記高さ検出手段からの信号に基づき、前記ギアを停止して、前記モータを回転させる制御手段と、を有する請求項５に記載の攪拌機構。
7. 底部に凹部が形成された反応容器を保持部材に保持する反応容器保持工程と、
   前記保持部材の下側に設けられた攪拌棒を、前記保持部材から下方へ突き出た前記反応容器の前記凹部内へ出入りさせる攪拌棒挿入工程と、
   前記攪拌棒を、前記反応容器の軸線周りに旋回させる攪拌棒回転工程と、
   を含む反応容器の攪拌方法。
8. 前記保持部材は、外周部に前記反応容器の外径より大きな円孔が形成されたターンテーブルであり、前記反応容器は前記円孔の孔縁に前記反応容器から張出した鍔部で吊下される請求項７に記載の攪拌方法。
9. 前記反応容器の前記凹部には、前記凹部の底面から開口部に向って拡径する傾斜面が形成され、前記攪拌棒の旋回径は、前記凹部の開口部の径より小径である請求項８に記載の攪拌方法。
10. 前記攪拌棒回転工程は、
    前記攪拌棒を、前記保持部材の下側に設けられたモータと、前記モータで回転され、前記攪拌棒が偏心して取り付けられる回転体とを備える回転手段により、前記反応容器の軸線周りに旋回させる工程である、請求項７〜９の何れか１項に記載の攪拌方法。
11. 前記攪拌棒挿入工程は、
    前記モータが固定され上下に移動可能に支持されたサブフレームと、
    前記サブフレームに形成されたラックと、
    前記ラックと噛み合い、前記モータで回転駆動されるギアとを備えた昇降手段により、前記攪拌棒を、前記反応容器の前記凹部へ出入りさせる工程である、請求項７〜１０の何れか１項に記載の攪拌方法。
12. 前記昇降手段は、
    前記フレームの昇降高さを検出する高さ検出手段と、
    前記高さ検出手段からの信号に基づき、前記ギアを停止して、前記モータを回転させる制御手段と、を有する請求項１１に記載の攪拌方法。
13. 前記反応容器が、不溶性担体粒子含有試薬を収容している請求項７〜１２の何れか１項に記載の攪拌方法。
14. 前記不溶性担体粒子含有試薬が、磁性担体粒子含有試薬である請求項１３記載の攪拌方法。

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