TW523585B - Reagent allocation apparatus for use in enzyme analyzer - Google Patents

Description

523585 五、發明說明（1) 、本發明係有關於一種試劑分配器， 一 有複數個獨立腔室之試劑分配器，苴利二 /、 活塞部之上下運動，可依照不同使用狀：：：：動h動 模式，此外亦可連動一唧筒活塞二、S路之通連 排出。利用此簡化之機二ί;::劑之定量吸入以及 劑，且可依據不同使用模作吸入排出定量之試 佩个U使用权式而具有一切換閥之功能。 [本發明所屬之技術領域] 隨著生化科技的曰新月異，許多八 2 : f乃至☆藥品的研#，經常需要藉由一些特殊:々分； 儀裔來輔助完成，尤其在現今電子以及機械科技产ς 的今日，對於儀哭夕白私乂 °又毛展 八械樣—& μ儀之自動化需未以及針對特殊用途之輔助 二办工=、肩發，已成為各領域的研究人員所迫切需要的 用因广如何發展出一套符合生物化學相關之研 九人貝使用的分析儀器，也益形重要。 早在1 97 0年代，已發展出固相酵素結合試劑（solid ，Yme_coupled reagent)的分析法，對抗原斑抗 靈敏又靈敏地偵測和定量，由於藉由該分析法非常 備，因此此類之分析法已日益普及。 殊- 此法的原理是以一種酵素連結到抗原或抗體上，用 田活性來做為定量標記，有許多方法已經架構完成，視使 、，酵素丨生處及待測的抗原-抗體系統而定。實驗中，將 過夕且未破結合到免疫複合物上的酵素連結物洗去，接著

523585 五、發明說明（2) 加入受質與酵素反應，會產生有顏色的產物，經由 $ 度（〇 p t i c a 1 d e n s i t y )的測量，即可分析之。此 冬隹、 對不同目的加以設計與變化後，亦可成為一更為夕理’邦在針 疫分析法；因此本分析法具有簡單操作、使用經产^ ， 的試劑、以及能經由一固相促使結合的免疫複人二=疋 態的物質分開等特點。 Ό物每私離 由於酵素免疫分析法既簡單又靈敏，在〜個 驗環境中，可被用來測定大量的微量樣本；因此]=的實 範地被使用在流行病學與感染性疾病的偵測。此 了已廣 常地被用在單株抗體的篩選、荷爾蒙及藥物的偵測盎，經 量、專一性抗體種類（iS0 typeS)及免疫複合物的二疋 許多其它的應用方面。 的决疋、與 在如上之酵素連結免疫分析法中，其中〜 、 用的便是酵素連結免疫吸附分析法（enzyme〜丨^被廣泛使 immunosorbent assay ; ELISA)，可以測定卜lnked 本發明乃是一種基於如上所述之酵素連、纟2原或抗體。 析法（ELISA)所設計之一酵素分析儀，乃針、免疫吸附分 學或：是醫療相關之研究所設計’其主要之動:乍生:序二 取特疋之试劑，亚加入定量之試劑在樣本中，弁與 儀器進行檢視與分析。 更由光子 然而祕=於此類研究通常需要大量的實驗樣本， 般習知之酵素分析儀器等，通常具有複數個試劑管，以. 复行實驗分析’然而對於控制該試劑 官之動作’- “精由一試劑分配器之裝χ，以配置並可

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第5頁 523585 五、發明說明（3) 控制上述試劑管吸入以及排出試劑之動作。 此外，上述之習知試劑分配器，另可依需要設置切換 閥，藉由上述切換閥，可以切換上述試劑管連接不同之管 路，（例如需清洗試劑管時，可切換通連之管路使一清洗 流體注入試劑管内）。 [本發明所欲解決之問題點] 然而，如上述使用於一酵素分析儀之習知試劑分配 器中，雖然具有切換閥之設計，然而一般皆採取一個切換 閥控制一個試劑管的方式，但是當試劑管的數目愈多時， 上述之切換閥的數目便會隨之增加，惟如此將會提高該試 劑分配器於機構配置上的複雜度，且因為控制的切換閥的 數量增加，也因此容易造成了控制與操作上的困難。 其次，習知之試劑分配器中如上述之切換閥與吸入排 出試劑之機構皆為獨立設置，並未考慮採取整合性之設 計，故當此兩種機構分開並存時，所佔之體積與重量相對 較高，故習知之酵素分析儀多半較為笨重且不方便，且由 於内部的機構配置複雜，亦不利於保養與維修。 此外，又如僅配置有少量試劑管的習知酵素分析儀， 雖然構造簡單且體積較小，然而其並無法同時進行大量的 試劑貫驗’故該種設計仍存在有功能上的缺憾。 [本發明之目的與功效] 有鑑於上述習知之試劑分配器之缺點，並且體認到

0726-8191TW(NF);tklin.ptd 第6頁 523585 五、發明說明（4) 此類分析儀兩亦# "' 明提出要間化機構與提升自動化之趨勢… ^ 新穎之試劑分配哭 ^ I另，因此本發 設：，將原本具有切換閥：用特且簡化之機構 機構，整合為一連動之農置，于試劑吸入與排出之 塊’藉此可以依使用時的 並=由一馬達驅動—傳動 的使用模式間作切換，# =試劑分配器於不同 與排出之動作。 。式剤官，對試劑作定量之吸入 如上所述，本發明乃接 能f制試劑管吸入與排出定量；：習知5為簡單之機構， 功能。為使本發明之上述目αΙ二，且兼具有一切換閥之 懂，下文特舉較佳實施例並配二t優點能更明顯易 么么配合圖式說明本發明每 °月參閱弟1圖’第1圖係本 j ^明之酵素分析儀之示意 配合所附圖式做詳細說明。 圖 如圖所示，本發明之酵素八 部2、-控制器3、一幫浦部：、刀:要包括··-電源 取區6、一試劑管架7、複數個己器5、-光學 9m〇^mer plate)以及1劑；二〇、。一微量滴定盤 具ΐ ’該電源部2連接 之程式指令，以控制該酵素分牵器3，經由該控制器〔 請參閱第1圖，本實施例^ 。 試劑管8連接至—可動之試^式背1Ρ刀配器5經由八 吕木7，該試劑管架7為一矛

523585 五、發明說明（5) 用馬達未圖示）驅動，且可沿Z軸上下移動之裝置，如此 $ =於藉由試劑管8前端之針頭（未圖示）將試劑滴·定至該 小量滴疋盤9内’並可從該試劑槽1 〇内吸入定量之試劑。 一又’该试劑槽1 〇以及該微量滴定盤9可經由一軌道（未 圖不）而沿X軸移動，如此以對準該試劑管架7上試劑管8之 針頭’藉此以使該試劑管8可準確地從該微量滴定盤9中吸 入試劑，並可執行試劑之滴定。 其中’如上之流程可由以下兩個步驟加以說明： 1 * =先該試劑槽1 〇可移動至該試劑管架7之下方，接著將 2· 試劑管架7沿Z轴方向下降，使該等試劑管8前端之針頭 (未圖示）可伸入試劑槽丨〇中，並吸取定量之試劑，完 成後將該試劑架7升起，並使該試劑槽丨〇沿乂軸方向= 動以離開试劑管架7下方處。 移動微量滴定盤9至該試劑架7之下方，接著將 沿Z軸方向下降，並藉由該等試劑管8前端之 ς 微量滴定盤9加以滴定，其中如第i圖標號91表乂二= ::完成後之滴定樣本，又於滴定後再將該試；管二 然而於上述之試劑管於滴定後，於管内仍备 ▲ 留試劑，故本發明之該控制器3乃連接至該幫&二，岭殘 幫浦部4經由管路連接至該試劑分配器5，如此° ’又該 等試劑管8中之殘留試劑；又或者可以注入一去離子抽取該 (Deionized water)以清洗該等試劑管8，並經由 ^ # 1圖所示之八支試劑管8，本發明可對該八支試劑‘同::：

0726-8191TW(NF);tklin.ptd 第8頁 523585 五、發明說明（6) 行上述之動作。 6進/光度\成/，驗以程sf、_之Μ樣本91可移至該^學讀取區 其中，本發c後之樣本加以分析。 與控制試劑管8吸入&劑/Λ器有一兼具切換閥 請夂關笛9 PI ,ν Α 排出定量試劑功能之機構設計，並 月參閱弟2圖以及如下之說明。 閥 首先，該試劑分配器5包括如下三個主 體部11、-活塞部12以及—傳動部13。 … 上 請先參閱第2圖，該圖為上述閥體部u之示意圖 二：閥體部包括-第—通道lu、一第二通道ιΐ2以及一第 y先通道113。H該第一通道⑴可連接至—第__哪 =14以及一第一試劑管115 ’以及該第二通道ιι2可連接 主一第二唧筒11 6以及一第二試劑管丨丨7。 接著請參閱第3圖，該圖為上述活塞部丨2之示意圖。 ^述之活塞部丨2包括一上螺母126、一下螺母127以及一連 干128，其中藉由該連桿128連接該上螺母126以及該下 母 1 27 〇 ’、 此外，於本實施例中該活塞部丨2尚包括一活塞體13〇 =及複數個0形環12〇，且第3圖所示之五個〇形環12〇環繞 =活塞體130。並請再參閱第5圖所示，藉由該等〇形環12〇 使得該活塞部12與該閥體部11之間形成環狀之一第一俨室 =、一第二腔室122、一第三腔室123、_第四腔室丄 及一第五腔室125，其中各腔室為各自獨立並由該等〇形環 1 2 0所隔開。

523585 五、發明說明（7) 如第5圖所示，上述之第一清洗通道丨丨3乃與該第五腔 室1 2 5相通’且經由設置於該活塞部1 2内部中心之一第二 清洗通道1 2 9延伸，可與該第一腔室丨2 1以及該第三腔室 1 2 3相通。 此外^如第4圖所示，上述之傳動部丨3包括：一傳動塊 1 3 1、一第一唧筒活塞1 3 2、一第二唧筒活塞1 3 3、一馬達 134 ;其中’該傳動塊131設有一凹孔136，又該凹孔136周 圍之肉厚則定義為一抵接部丨3 5，於第4圖中乃以虛線框示 出。 請再參閱第5圖，如圖所示該第一通道Hi與該第二腔 至122相通’且该第二通道112與該第四腔室124相通，此 時試劑分配器5處於一「一般模式」下。於此狀態下該傳 動塊1 3 1可藉由馬達1 3 4驅動而於該上螺母1 2 6以及下螺母 127之間上下運動，且當該傳動塊131運動時會連動該一第 一唧筒活塞1 3 2於上述第一唧筒1 1 4内運動，以及一第二。即 同活基133於苐一 17即靖116内運動。如此一來，使用者便可 事先預設該傳動塊1 3 1之位移量，並可對該第一試劑管丨】5 以及該第二試劑管11 7内之試劑進行定量之吸入或排出。 如圖所示，該連桿1 2 8乃穿過設置於上述之凹孔丨3 6。 其中須特別注意的是，上述之傳動部1 3於上述上螺母丨2 6 以及下螺母1 2 7之間進行上下運動時，其僅會推動上述听 筒内之唧筒活塞，而對唧筒内之液體進行定量之吸入或排 出，但是並未與該活塞部1 2產生連動。 然而’由於该凹孔1 3 6之直梭較該上螺母1 2 6與下螺母

523585 五、發明說明（8) ' 1 2 7之直徑小，故若該傳動塊丨3持續上升之動作，該抵接 部1 3 5將會與該上螺母1 2 7相抵接，同時迫使該活塞部丨2整 體產生連動而上升。唯如此將使得該活塞部丨2與閥體部】i 產生相對位移，並形成上述各腔室與各通道間通連狀態之 切換。 於本實施例中藉由上述傳動塊丨31帶動該活塞體13〇於 該閥體部1 1内之一空間運動，可選擇性地使該第一通道 111連接至該第一腔室1 2 1或者該第二腔室1 2 2，同理亦可 選擇性地使該第二通道1 1 2連接至該第三腔室1 2 3或者第四 腔室1 2 4。 如上所述，當該試劑分配器之初使狀態處於「一般模 式」時’會隨著該活塞部1 2向上運動，使得原本第一通道 111與第二腔室122相通之狀態切換為第一通道丨丨}與第一 腔室1 2 1相通之狀態，以及將原本之第二通道1丨2與第四腔 至1 2 4相通之狀恶切換為該第二通道11 2與第三腔室1 2 3相 通之狀態，而此時即切換成為一 「清洗模式」（如第6圖所 示）〇 接著請參閱第6圖，當該試劑分配器5處於上述之「清 洗模式」時，可經由該第一清洗通道丨丨3由外界注入清洗 流體’藉此可對上述之試劑管8執行一清洗動作，於本實 施例中該幫浦部4經由清洗通道丨丨3注入一去離子水，並由 該第五腔室125進入活塞體130内之第二清洗通道丨29，接 著再流經第一通道11 1以及第二通道丨丨2，最後分別將上述 去離子水經由相通之第一試劑管丨丨5以及第二試劑管丨丨6排

0726-8191TW(NF);tklin.ptd 第11頁 523585 五、發明說明（9) 出。如此，可以在該等試劑管8吸入不同之試劑之過程中 間，執行一清洗清洗試劑管的動作，以避免因吸入不同試 劑’而造成試劑管的污染。 ^ =，當於「清洗模式」下執行完清洗試劑管8之動作 後，若欲再進行一般試劑定量之吸入與排出動作時，則必 須將上述「清洗模式」切換回「一般模式」，即切換成第 一通道111與第二腔室122相通之狀態，以及第二通道112 與第四腔室124相通之狀態。 請參閱第7圖，利用如上所述之同樣原理，若該傳動 塊ui、持續下降之動作，將會與該下螺母127相抵接，並促 使該活塞部1 2整體產生連動而下降。如此將使原本第一通 道11^連接第一腔室121之狀態切換成第一通道丨丨i連接第 二腔至1 2 2之狀態，以及將原本之第二通道丨丨2連接第三腔 至1 2 3之狀悲切換為弟一通道11 2連接第四腔室1 2 4之狀態 (如第7圖所示之一般模式）。 通常在執行酵素滴定之過程中（一般模式下），該傳 動塊1 3 1可於該上螺母丨2 6以及該下螺母丨2 7之間自由運 動，於此時該傳動塊1 31之運動將帶動唧筒内之唧筒活 基’因此可以藉此達到定量吸入與排出試劑之功用。然而 當進行完第一次滴定，而必須對不同試劑作第二次滴定程 片，，為了避免試劑管8内之污染，因此必須先將試劑分 配抑5内由一般模式切換為清洗模式，以便清洗液體可以 進入該等試劑管内執行清洗之動作。 又’如本發明圖示中所示，該傳動塊1 3 1可控制一活

0726-8191TW(NF);tklin.Ptd 第12頁 523585 五、發明說明（ίο) 塞部1 2以及兩條試劑 機構。以本案為例， 接部1 3 5以及凹孔1 3 6 八條試劑管8之動作£ 本發明之試齊彳分 具如上所述之功能， 儀’同時亦可應用在 儀裔與没備中，由於 造簡單維修容易外， 定量分注之機制，以 貫具有廣泛應用價值 雖然本發明已於 限疋本發明’任何熟 神和範圍内，仍可作 護範圍當視後附之申 官8 ’然而於此當可視為一模組化之 將上述知傳動部丨3 i分別設置四組抵 ’如此即可同時控制四組活塞部一 I Μ及 配器，藉由獨特之機構設計，可以 不僅可以使用在如本發明之酵素八 各種須執行「定量分注」程序之各析 如本發明之模組化機構設計，除式 而且’同時有效地整合了可對試劑執， 及可切換清洗機構之切換閥之功能仃 〇 較佳實施例揭露如上，然其並非用以 習此項技藝者，在不脫離本發明之精 些許的更動與潤飾，因此本發明之保 請專利範圍所界定者為準。

523585 圖式簡單說明 圖式之簡單說明： 第1圖係本發明之酵素分析儀之方塊圖； 第2圖係試劑分配器之閥體部之構造圖； 第3圖係試劑分配器之活塞部之構造圖； 第4圖係試劑分配器之傳動部之構造圖； 第5圖係於一般模式時，該傳動塊於上、下螺母間運 動之示意圖； 第6圖係試劑分配器由一般模式切換為清洗模式後之 不意圖， 第7圖係試劑分配器由清洗模式切換為一般模式後之 示意圖。 標號說明： 1〜酵素分析儀； 2〜電源部； 3〜控制器； 4〜幫浦部； 5〜試劑分配器； 6〜光學讀取區； 7〜試劑管架； 8〜試劑管； 9〜微量滴定盤（microtiter plate); 9 1〜滴定樣本； 1 0〜試劑槽；

0726-8191TW(NF);tklin.ptd 第14頁 523585 圖式簡單說明 11〜閥體部； 11 1〜第一通道； 11 2〜第二通道； 11 3〜第一清洗通道； 11 4〜第一唧筒； I 1 5〜第一試劑管； II 6〜第二唧筒； 11 7〜第二試劑管； 1 2〜活塞部； 1 2 0〜0形環； 1 2 1〜第一腔室； 1 2 2〜第二腔室； 1 2 3〜第三腔室； 1 2 4〜第四腔室； 1 2 5〜第五腔室； 1 2 6〜上螺母； 1 2 7〜下螺母； 1 2 8〜連桿； 1 2 9〜第二清洗通道； 1 3 0〜活塞體； 1 3〜傳動部； 1 3 1〜傳動塊； 1 3 2〜第一唧筒活塞； 1 3 3〜第二唧筒活塞；

0726-8191TW(NF);tklin.ptd, 第15頁 523585 圖式簡單說明 1 3 4〜馬達； 1 3 5〜抵接部； 1 3 6〜凹孔； iim 第16頁 0726-8191TW(NF);tklin.ptd

Claims (1)

1. 523585 六、申請專利範圍 一種試 閥體部 通道； 劑分配器，包括 ，包括至少一第 通道以及至少一第一清洗 部之間 其 該第 一通道 又 通 藉 體部相 模式與 2· 該活塞 塞部與 3. 試劑分 部更包 活塞與 唧筒相 當 動該唧 第 活塞部 形成至 傳動部 中，當 腔室與 相通； ，當上 道與該 由該傳 對位移 該清冼 如申請 部更包 該閥體 如申請 配器更 括至少 該傳動 通； 該試劑 筒活塞 ’设置於該閥體部内之一空間，且盥該閥體 少一第一腔室以及一第二腔室；/、 ，包括一傳動塊，且可與該活塞部連動； 上述之試劑分配器處於一 該第一清洗通道相通 「一般模式」時， 且該第二腔室與該第 述之試 第一清 動部與 ’而使 模式之 專利範 括複數 部之間 專利範 包括至 一唧筒 塊相連 分配器 於該^即 劑分配态處於一「清洗模式」時，該 洗通道以及該第一腔室相通； 該活塞部連動，造成該活塞部與該閥 上述試劑分配器可選擇性地於該一般 間切換。 圍第1項所述之試劑分配器，其中該 個0形環’且藉由該〇形環間隔使該活 形成複數個獨立腔室。 圍第1項所述之試劑分配器，其中該 少一試劑管、至少一唧筒；又該傳動 活塞，可於該唧筒内移動，且該唧筒 接；又該試劑管與該第一通道以及該 處於上述一般模式時，該傳動塊可 筒内移動，使該試劑管吸入或排出定

   〇726.8l9m(NF)；tklir • ptd 第17頁 523585 六、申請專利範圍 量之液體。 4. 如申請專利範圍第1項所述之試劑分配器，其中該 活塞部更包括一第二清洗通道，設置於該活塞部内部中 心，並與該第一清洗通道以及該第一腔室相通。 5. 如申請專利範圍第1項所述之試劑分配器，其中該 試劑分配器處於上述清洗模式時，可由該第一清洗通道注 入一清洗流體，並經由該試劑管排出，藉以清洗該試劑 管。 6. 如申請專利範圍第5項所述之試劑分配器，其中該 清洗流體為一去離子水。 7. —種試劑分配器，包括： 一閥體部，包括至少一第一通道以及至少一第一清洗 通道； 一活塞部，設置於該閥體部内之一空間，且可於該空 間内進行往復之運動，又該活塞部尚包括一上螺母、一下 螺母以及複數個0形環，且藉由該0形環間隔使該活塞部與 該閥體部之間形成至少一第一腔室以及一第二腔室； 一傳動部，包括一傳動塊，其中該傳動塊包括一抵接 部，且該傳動塊可於該上螺母以及該下螺母之間運動； 其中，當上述之試劑分配器處於一「一般模式」時， 該第一腔室與該第一清洗通道相通，且該第二腔室與該第 一通道相通； 又，當上述之試劑分配劑器處於一「清洗模式」時， 該第一通道與該第一清洗通道以及該第一腔室相通；

   〇726-8191TW(NF);tklin.ptd 第18頁 ^23585 /、、申請專利範圍 該、:由該抵接部與該上螺母或者該下螺母^ ^^' 二二塞部移動，而使得上述試劑分配器‘、抵接，可帶動 又模式與該清洗模式之間切換。 。α選擇性地於該— 8. 如申請專利範圍第7項所示 f劑分配器更包括至少一試劑管、至少刀。配器，其中該 、:ϋ括至少一唧筒活塞，可於該唧筒内：工；又該傳動 ”相:傳動塊相連接;又該試劑管與該第 當該試劑分配器處於該—般模式時 ::筒活塞於該哪筒内移動，使該試劑管m塊可帶動 义®之液體。 】&及入或排出 9. 如申請專利範圍第7項所示之試劑分 \基部更包括-第二清洗通道，設置 夷:、、中該 '並與該第-清洗通道以及該第—腔室：内部中 10·如申請專利範圍第7項 相通。 試劑分配器處於上述清洗模式可配，其中該 ::清洗流體，並經由該試劑管㈣， 1』.如申請專利範圍第i 〇項所示之 5亥凊洗流體為一去離子水。 、W刀配益，其中 1 2 ·如申晴專利範圍第7 抵接部設有一凹孔，且贫弟員所不之试劑分配器，其中該 m κ, # w凹孔之直彳！較該上螺母盘該下 螺母小，错此該抵接部可以與該上螺母或該下螺母抵：。 第19頁 魯 0726-8191TW(NF);tklin.ptd