WO2005090998A1 - 攪拌方法、セルおよびこれを用いた測定装置、測定方法 - Google Patents

攪拌方法、セルおよびこれを用いた測定装置、測定方法 Download PDF

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reagent
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light
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Akihito Kamei
Fumihisa Kitawaki
Tatsurou Kawamura
Hiroshi Nakayama
Nobuyuki Shigetou
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Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
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    • Y10T436/00—Chemistry: analytical and immunological testing
    • Y10T436/25—Chemistry: analytical and immunological testing including sample preparation

Definitions

  • the present invention is used in clinical tests for chemically analyzing sample liquids such as blood and urine.
  • the present invention relates to a cell suitable for the stirring method, a measuring device using the cell, and a measuring method.
  • an inspection device such as an immunochemical analysis inspection device or a biochemical analysis device
  • a reaction occurs efficiently in a container such as an analysis cell, and a sample solution and a reagent are used in order to maintain measurement accuracy. Is agitated.
  • Patent Document 1 a technique of rotating a magnetic rotor with a magnetic stirrer
  • Patent Document 2 a technique of vibrating a stirring blade using a piezo element as a driving source
  • Patent Document 3 a technique for rotating a liquid to move the liquid by gravity, and bringing the liquid into contact with a means for disturbing the flow of the liquid provided in the reaction cassette and stirring the liquid
  • Patent Document 1 JP-A-3-214049
  • Patent Document 2 JP-A-4-363665
  • Patent Document 3 JP-A-3-46566
  • Patent Document 1 After injecting a sample solution or reagent into the reaction system, for example, in Patent Document 1, it is necessary to rotate a magnetic rotor by a magnetic generator, and in Patent Document 2, it is necessary to vibrate a stirring blade by a piezo element. In Patent Document 3, it is necessary to rotate the reaction cassette using a stepping motor or the like as a driving source.
  • Patent Document 2 After injecting a sample solution or reagent into the reaction system, for example, in Patent Document 1, it is necessary to rotate a magnetic rotor by a magnetic generator, and in Patent Document 2, it is necessary to vibrate a stirring blade by a piezo element. In Patent Document 3, it is necessary to rotate the reaction cassette using a stepping motor or the like as a driving source.
  • Patent Document 3 it is necessary to rotate the reaction cassette using a stepping motor or the like as a driving source.
  • the present invention solves the conventional problems as described above, and provides a stirring method, a cell, a measuring device using the same, and a measuring method that can rapidly and easily stir a sample solution and a reagent with a simple configuration.
  • the aim is to provide a method.
  • a method of stirring is provided.
  • the present invention provides
  • a sample liquid holding section having a plurality of particles and a reagent; and a sample liquid supply port, wherein the particles are movable with the flow of the sample liquid supplied from the sample liquid supply port into the sample liquid holding section. It is held in the sample liquid holding unit,
  • a cell is provided in which the sample solution and the reagent are stirred by the movement of the particles.
  • the present invention provides A cell holder for holding the cell, further comprising a light incident unit for causing light to enter the sample liquid holding unit, and a light emitting unit for emitting light from the sample liquid holding unit;
  • a sample liquid supply unit for supplying the sample liquid to the sample liquid holding unit through the sample liquid supply port of the cell;
  • a light source for emitting light incident on the light incident portion of the cell; and a light detecting portion for detecting the emitted light force of the light emitting portion of the cell; light detected by the light detecting portion.
  • a measuring device for measuring an object to be measured in a sample liquid based on
  • (E) providing a measurement method including a step of measuring a substance to be measured contained in the sample solution based on the light detected after the particles in the mixture have settled.
  • the stirring method the cell and the measuring device using the same of the present invention, the sample liquid and the reagent can be stirred quickly and easily with a simple configuration.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a structure of a stirring device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a structure of a stirrer according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a structure of a stirring device according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 4 is a perspective view showing a structure of a stirring device according to Embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 5 is a perspective view showing a structure of a stirrer according to Embodiment 5 of the present invention.
  • FIG. 6 is a perspective view showing a structure of a stirring device according to Embodiment 6 of the present invention.
  • FIG. 7 is a perspective view showing a structure of a stirring device according to Embodiment 7 of the present invention.
  • FIG. 8 is a perspective view showing a structure of a stirring device according to Embodiment 8 of the present invention.
  • FIG. 9 is a perspective view showing a structure of a stirrer according to Embodiment 9 of the present invention.
  • FIG. 10 is a view for explaining the operation of the stirrer according to Embodiment 9 of the present invention.
  • FIG. 11 is a perspective view showing a modification of the stirrer according to Embodiment 9 of the present invention.
  • the present invention relates to a method for stirring a sample liquid containing an object to be measured and a reagent, and relates to (A) a cell provided with a sample liquid holding section having a plurality of particles and the reagent and a sample liquid supply port. Supplying a sample liquid containing an object to be measured from the sample liquid supply port to the sample liquid holding section; and (B) the sample generated in the sample liquid holding section by the supply of the sample liquid.
  • the cell of the present invention includes a sample liquid holding unit having a plurality of particles and a reagent, and a sample liquid supply port, and the sample liquid supplied into the sample liquid holding unit from the sample liquid supply port through the sample liquid supply port.
  • the sample liquid is held by the sample liquid holding portion so as to be movable with the flow of the liquid, and the sample liquid and the reagent are stirred by the movement of the particles.
  • examples of the sample liquid include a water-soluble sample liquid and a colloid liquid containing colloidal particles that can be suspended in water. More specifically, examples include body fluids such as urine, blood, plasma, serum, saliva, interstitial fluid, sweat and tears, and aqueous solutions in which biological components are dissolved.
  • the reagent may be any reagent that contains a substance that is reactive with the object to be measured contained in the sample liquid.
  • the substance having reactivity with the object to be measured include an enzyme, an immunoreactive substance that causes an antigen-antibody reaction with the object to be measured, and a substance that produces a ligand receptor reaction with the object to be measured.
  • the substance having a reactivity with the object to be measured is a specific binding substance capable of specifically binding to the substance to be measured.
  • Specific binding substances include, for example, immunoreactive substances and substances that cause a ligand receptor reaction with an analyte.
  • antibodies that are immunoreactive substances can be specifically bound to low molecular weight compounds, high molecular weight compounds such as proteins, bacteria, viruses, and the like, and thus are widely and preferably used.
  • a reagent used for optically measuring the reaction is preferable.
  • the particles used in the present invention may not be necessarily spherical but may have any shape.
  • the particles are insoluble in water and can settle in a sample liquid having a specific gravity larger than 1. Anything should do.
  • Examples of a material constituting the above-mentioned particles include glass, sea sand, silica, metal, resin such as polystyrene, polyethylene, acrylic, and polypropylene. Further, the particle diameter of the above particles is preferably about 400 to 700 ⁇ m. Among them, it is preferable to use glass particles or sea sand having a particle size of about 400 to 700 ⁇ m.
  • the particles and the specific binding substance are adjusted so that at least the surface charge of the particles and the charge of the specific binding substance have the same polarity. It is preferable that In this way, the particles and the specific binding substance repel electrostatically when mixed with the sample solution, and this effect can prevent the specific binding substance from adsorbing to the particles. It facilitates dissolution of the specific binding substance in the liquid and mixing of the sample liquid with the specific binding substance.
  • a functional group or the like capable of maintaining a charge of a constant polarity within a pH range of about 4 to 9 is present on the surface of the particle. You can do it.
  • particles having an amino group on the surface are used as the particles and an antibody is used as a specific binding substance.
  • the amino group is positively charged within the range of about pH 4-9. Therefore, assuming that the isoelectric point pi of the antibody is 6.5 (however, the isoelectric point pi of a general antibody is 6-8), the pH is smaller than 6.5 (preferably pH 4.5). -5.5), and if the antibody is positively charged on the whole molecule and supported on the particles, the positively charged antibody and the positive charge on the particle surface repel each other, preventing the adsorption of the antibody to the particles. be able to.
  • a protein that has an isoelectric point on the acidic side and is negatively charged near neutrality is used as a specific binding substance near neutrality (for example, pH 7.4), it becomes a functional group on the surface as particles. If there is a sulfonic acid group! /, Use what has a carboxyl group! In this case, both the functional group and the protein are negatively charged and repel each other.
  • a buffer is used so that when mixing the sample solution and the particles, a pH change occurs in which at least the surface charge of the particles and the charge of the specific binding substance are repelled. It is preferable to include it in the above reagent.
  • the particles may be coated with the reagent such that the reagent dissolves in the sample liquid supplied from the sample liquid supply port into the sample liquid holding unit.
  • the reagent may be coated so as to cover the entire surface of the particle, or may be coated so as to cover only a part of the surface of the particle. Comes into contact with the sample liquid, Dissolves and detaches from the particles.
  • the concentration gradient of the reagent is generated due to the particle surface force also directed toward the periphery (that is, as the force near the particle surface also moves away).
  • the concentration gradient of this reagent increases near the particles, which hinders the dissolution of the reagent.However, since the particles move in the liquid, the concentration of the dissolved reagent near the particles becomes extremely high. Can be prevented. As described above, since the factors inhibiting the dissolution of the reagent can be reduced, the dissolution of the reagent in the sample solution can be promoted.
  • sample liquid and the reagent are stirred by the turbulence generated by the movement of the particles, and a mixed liquid in which both are dispersed uniformly can be obtained.
  • the surface of each of the particles when the particles are coated with a reagent, the surface of each of the particles may be individually coated with a reagent, and the surfaces of a plurality of particles may be collectively coated with the reagent. You may.
  • each particle is individually coated with the reagent. This is because, if individual particles are coated with the above reagent, the contact area between the reagent and the sample solution can be increased, and the fluidity of the particles in the resulting mixed solution can be easily ensured. It is the power that can promote
  • the reagent is preferably in a dry state.
  • Examples of the method for drying the reagent include air drying and freeze-drying. Among them, freeze-drying is preferred from the viewpoints of the solubility of the reagent and maintaining the activity.
  • the individual presence of the reagent-coated particles can be achieved, for example, by freeze-drying an appropriate amount of the reagent on one particle.
  • a plurality of particles may be mixed with a reagent, the resulting mixture may be freeze-dried to obtain a freeze-dried product, and then the freeze-dried product may be pulverized so that the particles can be present individually.
  • the latter method is superior to the former method from the viewpoint of simplicity of the operation of coating particles with a reagent.
  • the particles carry a substance (adsorption inhibiting substance) that inhibits the specific binding substance from adsorbing to the particles.
  • the reaction between the analyte and the specific binding substance can be performed more efficiently.
  • the substance that inhibits the specific binding substance from adsorbing to the particle include silicon and a protein that does not participate in the reaction between the sample solution and the reagent.
  • the substance that inhibits the specific binding substance from adsorbing to the particles also inhibits the object to be measured in the sample liquid from adsorbing to the particles.
  • the substance that inhibits the specific binding substance from adsorbing to the particles is preferably provided so as to cover the surface of the particles. Further, it is preferable that the substance does not participate in the reaction between the sample solution and the reagent.
  • casein when an immunoassay reagent is used, casein, pepsin albumin, gelatin, or the like can be used as a substance that inhibits the specific binding substance from adsorbing to the particles.
  • casein by incubating glass particles in a solution containing 1% by weight of casein for 1 hour or more, casein can be adsorbed around the particles and the particle surface can be inactivated.
  • a substance that adsorbs a substance (reaction inhibitor) that inhibits the reaction between the analyte and the specific binding substance is provided on the surface of the particle.
  • the substance that inhibits the reaction between the analyte and the specific binding substance can be removed from the mixed solution of the sample liquid and the reagent, so that the analyte can be more efficiently measured.
  • a reaction between the target substance and the specific binding substance can be performed.
  • the substance that adsorbs the reaction inhibitor include a receptor molecule for the reaction inhibitor and an immunoreactive substance that can specifically bind to the reaction inhibitor.
  • the substance that adsorbs the reaction inhibitor is preferably provided so as to cover the surface of the particle. Further, it is preferable that the adsorbed substance does not participate in the reaction between the analyte and the specific binding substance.
  • glass particles are used as the particles, and in order to provide the adsorbing substance around the glass particles, the glass particles are incubated in a solution containing the adsorbing substance, and the adsorbing substance is adsorbed around the glass particles. Just fine.
  • the sample liquid is human blood, plasma, serum, urine, or the like
  • the reaction with the target substance in the sample liquid is performed using an immunoreaction measurement reagent using an animal-derived antibody
  • an animal-derived antibody it is known that a human-derived antibody to the above-mentioned animal-derived antibody exists therein, and this human-derived antibody inhibits a reaction between a target substance in a sample solution and a reagent.
  • the glass particles should be incubated in a solution containing about 0.1 mgZml of antibody against human-derived antibody for at least 1 hour to adsorb the antibody against human-derived antibody around the glass particles. ,.
  • the human-derived antibody as an inhibitor is bound with an antibody against the human-derived antibody provided around the glass particles, and the glass particles are precipitated, the human-derived antibody as the inhibitor is localized in the container. Can be changed. In this way, binding of the human-derived antibody to the animal-derived antibody to the animal-derived antibody in the reagent is restricted, and the reaction between the animal-derived antibody in the reagent and the target substance in the sample solution is determined by the animal-derived antibody. Inhibition of a human-derived antibody against the antibody can be suppressed.
  • rheumatoid factor When measuring CRP (C-reactive protein) whose content increases in the case of bacterial infections using blood samples, it is known that rheumatoid factor has an adverse effect on the measurement.
  • the effect of rheumatoid factor can be eliminated in the same manner as described above by adsorbing and arranging the antibody that binds the factor around the particle.
  • the material of the container constituting the cell of the present invention is not particularly limited as long as it is insoluble in the sample solution and the reagent, but it is preferable that the material is transparent so that the inside is visible. When the inside is visible, the stirring state of the sample solution and the reagent in the container can be easily checked, and trouble can be dealt with promptly. The reaction can also be determined visually.
  • glass for example, glass, polystyrene, polyethylene, acrylic, polypropylene and the like can be mentioned.
  • the container is preferably made of a material to which the sample solution and the reagent are hardly non-specifically adsorbed.
  • the container may be made of a material that has been treated to prevent nonspecific adsorption of the sample solution and the reagent!
  • polypropylene absorbs proteins, peptides and DNA non-specifically. Because it is hard to wear.
  • Examples of materials used for such coating include silicon and proteins that do not participate in the reaction between the sample solution and the reagent.
  • the sample liquid supply may be performed such that the sample liquid flowing into the sample liquid holder from the sample liquid supply port moves along an inner wall surface of the sample liquid holder. It is preferred that the mouth be located.
  • sample liquid supply port it is preferable to provide the sample liquid supply port so that the flow of the sample liquid supplied into the sample liquid holding unit becomes a swirling flow along the inner wall surface of the sample liquid holding unit. This makes it possible to efficiently cause the flow of the sample liquid in the sample liquid holding unit, promote the floating and movement of the particles, and enhance the effect of stirring and mixing the sample liquid and the reagent.
  • the diameter of the opening outside the sample liquid supply port is larger than the diameter of the opening inside the sample liquid supply port.
  • the flow rate of the sample liquid into the container can be increased because the external force of the container can be increased, so that the sample liquid can flow faster in the container.
  • the floating and movement of the particles can be promoted, and the effect of stirring and mixing the sample liquid and the reagent can be enhanced.
  • the cell includes a light incident portion for causing light to enter the sample liquid holding portion and a light emitting portion for emitting light from the sample liquid holding portion. It is preferable to have it.
  • the light incident portion and the light emitting portion are made of a substantially flat and optically substantially transparent material.
  • the plane of the light emitting section may be arranged substantially parallel to the plane of the light incident section.
  • the light incident part force also enters the sample liquid holding part, and the light transmitted through the mixed liquid of the sample liquid and the reagent housed in the sample liquid holding part passes through the light emitting part and passes through the sample liquid holding part. It can be emitted outside. Therefore, a cell suitable for measurement of absorbance or turbidity can be provided.
  • the surface of the light emitting portion may be arranged substantially perpendicular to the surface of the light incident portion.
  • optically substantially transparent material forming the light incident portion and the light emitting portion for example, quartz glass or polystyrene is preferably used. These materials have excellent transparency in the visible light range and are suitable for optical measurement in the visible light range.
  • the measuring device of the present invention includes a cell holding unit for holding the cell, a sample liquid supply unit for supplying the sample liquid to the sample liquid holding unit through the sample liquid supply port of the cell, A light source for emitting light incident on the light incident portion of the cell; and a light detecting portion for detecting light emitted from the light emitting portion of the cell, wherein the light is detected by the light detecting portion.
  • An object to be measured in the sample liquid is measured based on the light.
  • the sample liquid supply unit is a sample liquid suction unit for sucking the sample liquid into the sample liquid holding unit through the sample liquid supply port.
  • the sample liquid suction means include a plunger and a syringe.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view showing a structure of a stirrer using a cell according to Embodiment 1 of the present invention.
  • a stirrer 10 according to the present embodiment includes a cylindrical container 11 having a bottom, and a sample liquid holding unit 13 of a container 11 is provided with an object to be measured contained in the sample liquid.
  • Reagent-coated particles 12 coated with an immunoreactivity measurement reagent containing an immunoreactive substance (specific binding substance) that causes a primary antibody reaction are held.
  • the particles 12 are held in the sample liquid holding unit 13 so as to be movable with the flow of a liquid such as a sample liquid in the sample liquid holding unit 13.
  • the sample liquid supply port for introducing the sample liquid is constituted by an opening 14 of the container 11 and a pipe 15 connected to the opening 14 and penetrating the wall of the container 11.
  • the diameter of the opening 16 of the tube 15 located outside the container 11 is larger than the diameter of the opening 17 of the tube 15 located inside the container 11.
  • the container 11 is made of transparent polypropylene, so that the inside of the container 11 can be visually checked.
  • the particles constituting the reagent-coated particles 12 particles obtained by coating the surface of glass particles having a particle diameter of about 550 m with polylysine to be positively charged (polylyzine-coated particles) are used.
  • the particles are coated with a reagent as follows.
  • a solution containing an antibody which is an immunoreaction measurement reagent with an isoelectric point of 6.5, is mixed with a plurality of polylysine-coated glass particles, and the resulting mixture is lyophilized and lyophilized at pH 7.5. And the lyophilized product is pulverized so that the reagent-coated particles can be individually present.
  • a previously prepared citrate buffer is dropped into the sample solution holding unit 13 so that the pH at the time of mixing the sample solution and the reagent-coated particles can be maintained at 5.0.
  • urine flows as a sample liquid through the opening 16 to open the opening 14 of the container 11. And supply the sample liquid into the container 11 through the container.
  • the flow of the liquid inside the container 11 caused by this supply causes the reagent-coated particles 12 in the sample liquid holding unit 13 to float and move, and the movement of the particles 12 dissolves the reagent for measuring an immunoreaction, thereby Mix the sample solution inside, the reagent for immunoreactivity measurement and the citrate buffer, and stir.
  • the flow of the liquid can be generated in the container 11 by flowing the sample liquid into the container 11 from the opening 14 of the container 11.
  • the plurality of reagent-coated particles 12 held in the container 11 move with the flow of the liquid, so that the reagent for measuring the immunoreaction is dissolved, and the sample solution is mixed with the reagent for measuring the immunoreaction and the citrate buffer. Is mixed and stirred to obtain a homogenized mixed solution.
  • the movement of the particles causes the reagent for dissolving the reagent for measuring an immunoreaction to dissolve by contact with a sample solution, and thus the reagent near the particles is formed. It is possible to prevent the concentration gradient (the concentration gradient of the dissolved reagent generated in the vicinity of the reagent-coated particles) from becoming high, and to promote the dissolution of the reagent coated on the particles into the sample solution.
  • the surface area for supporting the specific binding substance can be increased as compared with the case where the specific binding substance is supported on the container wall, etc. Can be held more.
  • the reagent-coated particles 12 are prepared as in the present embodiment, and the pH at the time of mixing with the sample solution is adjusted.
  • the antibody is positively charged, and the polylysine on the particle surface has a positive charge, so the particle surface is positively charged.
  • the particles and the antibody coated on the particles are electrically repelled, and the desorption of the antibody from the particles can be promoted.
  • the stirring operation can be performed by utilizing the flow of the liquid when the sample liquid flows into the container 11, the configuration is simple in that it is not necessary to newly provide a driving source for stirring.
  • the present embodiment it is possible to carry a sample liquid and a reagent with a simple configuration quickly and easily.
  • the diameter of the opening 16 of the tube 15 facing the outside of the container 11 is larger than the diameter of the opening 17 of the tube 15 facing the inside of the container 11,
  • the fluid flow can be generated faster in the container 11 in which the flow rate of the fluid into the container 11 is high.
  • the floating-movement of the reagent-coated particles 12 can be promoted, and the effect of mixing and stirring the sample solution and the reagent for measuring an immune reaction can be enhanced.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the structure of the stirring device according to the present embodiment.
  • the stirring device 20 of the present embodiment is the same as the measuring device of the first embodiment except that the position where the pipe 25 is disposed is different.
  • the reagent-coated particles 22 are held in the sample liquid holding portion 23 of the container 21, and the diameter of the opening 26 of the tube 25 facing the outside of the container 21 is equal to the opening of the tube 25 facing the inside of the container 21.
  • the same function and effect as those of the first embodiment can be obtained, but the sample liquid flowing from opening 24 forms a swirling flow along the inner wall surface of container 21. .
  • the formed swirling flow can efficiently cause the flow of the liquid in the container 21 and promote the floating movement of the reagent-coated particles 22. Therefore, compared to Embodiment 1, the effect of dissolving the reagent in the sample solution and the effect of stirring and mixing the sample solution and the reagent can be further enhanced.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the structure of the stirring device according to the present embodiment.
  • the stirrer 30 according to the present embodiment is provided with a light incident portion for causing light to enter the container 31 and a light emitting portion for emitting light to the outside of the container 31, This is the same as the stirring device of the first embodiment.
  • the reagent-coated particles 32 are held in the sample liquid holding section 33 of the container 31, and the sample liquid supply port is provided with an opening 34 of the container 31 and a pipe connected to the opening 34 and penetrating the wall of the container 31. 35.
  • the diameter of the opening 36 of the tube 35 facing the outside of the container 31 is larger than the diameter of the opening 37 of the tube 35 facing the inside of the container 31.
  • an optical measuring section 38 including an incident light window 381 functioning as a light incident section and a transmitted light window 382 functioning as a light emitting section is provided.
  • the incident light window 381 and the transmitted light window 382 are made of polystyrene, which is a substantially flat and optically transparent material, and the surface of the transmitted light window 382 is in contact with the surface of the incident light window 381. And are arranged in substantially parallel positions.
  • the same function and effect as those of the first embodiment can be obtained, but optical measurements can be performed easily and reliably.
  • the incident light After a predetermined time has elapsed after the sample liquid has been supplied into the container 31, light from a light source (not shown) is irradiated substantially perpendicularly to the incident light window 381.
  • the incident light enters the container 31 from the incident light window 381, passes through the mixed solution of the sample solution and the reagent contained in the container 31, and then passes through the transmitted light window 382 to the outside of the container 31. Out.
  • the emitted light is received by a light receiving unit (not shown). After the particles in the mixture have settled, the absorbance or turbidity of the mixture is determined based on the intensity of the light received by the light-receiving unit, thereby measuring the reaction between the sample solution and the reagent caused by stirring. can do.
  • the stirrer 30 includes the optical measuring unit 38 including the incident light window 381 functioning as a light incident unit and the transmitted light window 382 functioning as a light emitting unit. Therefore, when performing an optical measurement, it is possible to quickly perform a spectroscopic measurement of a reaction caused by stirring without having to transfer the mixed solution from the container 31 to another optical cell. Therefore, the measurement time can be further reduced. In particular, when measuring a transient change in a reaction, a transient change with a small time loss can be reliably detected. Further, since a mechanism for transferring the mixed solution to the optical cell is not required, the configuration of the measuring device can be simplified.
  • FIG. 4 is a perspective view showing the structure of the stirring device according to the present embodiment.
  • the stirrer 40 according to the present embodiment has the same configuration as that of the above-described embodiment except that the stirring device 40 includes a light incident portion for allowing light to enter the inside of the container 41, and a light emitting portion for emitting light outside the container 41. This is the same as the stirring device of the form 2.
  • the reagent-coated particles 42 are held in the sample liquid holding portion 43 of the container 41, and the sample liquid supply port is connected to the opening 44 of the container 41 and a pipe connected to the opening 44 and penetrating the wall of the container 41. It consists of 45.
  • the diameter of the opening 46 of the tube 45 facing the outside of the container 41 is larger than the diameter of the opening 47 of the tube 45 facing the inside of the container 41.
  • An optical measuring unit 48 including an incident light window 481 functioning as a light incident unit and a transmitted light window 482 functioning as a light emitting unit is provided on the wall surface of the container 41.
  • the incident light window 481 and the transmitted light window 482 are made of polystyrene, which is a substantially flat and optically transparent material, and the surface of the transmitted light window 482 faces the surface of the incident light window 481. And are arranged in substantially parallel positions.
  • the same functions and effects as those of the second embodiment can be obtained, but optical measurements can be performed easily and reliably.
  • the incident light window 481 After a predetermined time has passed after supplying the sample liquid into the container 41, light from a light source (not shown) is irradiated to the incident light window 481 almost perpendicularly.
  • the incident light enters the container 41 from the incident light window 481, passes through the mixture of the sample solution and the reagent contained in the container 41, and then passes through the transmitted light window 482 to the outside of the container 41. Out.
  • the emitted light is received by a light receiving unit (not shown). After the particles in the mixture have settled, the absorbance or turbidity of the mixture is determined based on the intensity of the light received by the light-receiving unit, thereby measuring the reaction between the sample solution and the reagent caused by stirring. can do.
  • the stirrer 40 includes the optical measuring unit 48 including the incident light window 481 functioning as a light incident unit and the transmitted light window 482 functioning as a light emitting unit. Therefore, when performing the optical measurement, it is possible to quickly perform a spectroscopic measurement of a reaction caused by stirring without having to transfer the mixed solution from the container 41 to another optical cell. Therefore, the measurement time can be further reduced. In particular, measure transient changes in the reaction. In this case, it is possible to reliably capture a transient change with a small time loss. Further, since a mechanism for transferring the mixed solution to the optical cell is not required, the configuration of the measuring device can be simplified.
  • FIG. 5 is a perspective view showing the structure of the stirring device according to the present embodiment.
  • the stirrer 50 according to the present embodiment is the same as that of the above-described embodiment except that the stirring device 50 includes a light incident portion for allowing light to enter the container 51 and a light emitting portion for emitting light to the outside of the container 51. This is the same as the stirrer of the form 1.
  • the reagent-coated particles 52 are held in the sample liquid holding section 53 of the container 51, and the sample liquid supply port is connected to the opening 54 of the container 51 and a pipe connected to the opening 54 and penetrating the wall of the container 51. 55.
  • the diameter of the opening 56 of the tube 55 facing the outside of the container 51 is larger than the diameter of the opening 57 of the tube 55 facing the inside of the container 51.
  • An optical measuring section 58 including an incident light window 581 functioning as a light incident section and a scattered light window 582 functioning as a light emitting section is provided on the wall surface of the container 51.
  • the incident light window 581 and the scattered light window 582 are made of polystyrene, which is a substantially flat and optically transparent material, and the surface of the scattered light window 582 faces the surface of the incident light window 581. Are arranged in a substantially vertical position.
  • the same functions and effects as those of the first embodiment can be obtained, but optical measurements can be performed easily and reliably.
  • the sample liquid After a predetermined time elapses after the sample liquid is supplied into the container 51, light from a light source (not shown) is irradiated almost perpendicularly to the incident light window 581.
  • the incident light enters the container 51 from the incident light window 581 and is scattered in the mixture of the sample solution and the reagent contained in the container 51, and the scattered light passes through the scattered light window 582.
  • the light exits the container 51.
  • the fluorescence generated in the mixed solution due to the incident light exits the container 51 through the scattered light window 582.
  • Emitted light or fluorescent light is received by a light receiving unit (not shown). After the particles in the liquid mixture settle, the scattering of the liquid mixture is performed based on the intensity of the light received by the light receiving section. By determining the degree or the fluorescence intensity, the reaction between the sample solution and the reagent caused by stirring can be determined.
  • the stirrer 50 includes the optical measuring unit 58 including the incident light window 581 functioning as a light incident unit and the scattered light window 582 functioning as a light emitting unit. Therefore, when performing the optical measurement, the reaction caused by the stirring without the need to transfer the mixed solution from the container 51 to another optical cell can be quickly spectroscopically measured. Therefore, the measurement time can be further reduced. In particular, when measuring a transient change in a reaction, a transient change with a small time loss can be reliably detected. Further, since a mechanism for transferring the mixed solution to the optical cell is not required, the configuration of the measuring device can be simplified.
  • FIG. 6 is a perspective view showing the structure of the stirring device according to the present embodiment.
  • the stirrer 60 according to the present embodiment is the same as that of the above-described embodiment except that the stirring device 60 includes a light incident portion for injecting light into the container 61 and a light emitting portion for emitting light out of the container 61. This is the same as the stirring device of the form 2.
  • the reagent-coated particles 62 are held in the sample liquid holding portion 63 of the container 61, and the sample liquid supply port is provided with an opening 64 of the container 61 and a pipe connected to the opening 64 and penetrating the wall of the container 61. 65.
  • the diameter of the opening 66 of the tube 65 facing the outside of the container 61 is larger than the diameter of the opening 67 of the tube 65 facing the inside of the container 61.
  • An optical measuring section 68 including an incident light window 681 functioning as a light incident section and a scattered light window 682 functioning as a light emitting section is provided on the wall surface of the container 61.
  • the incident light window 681 and the scattered light window 682 are made of polystyrene, which is a substantially flat and optically transparent material, and the surface of the scattered light window 682 is in relation to the surface of the incident light window 681. Are arranged in a substantially vertical position.
  • the same operation and effect as those of the second embodiment can be obtained, but optical measurement can be performed easily and reliably.
  • the light After a predetermined time has passed after supplying the sample liquid into the container 61, light from a light source (not shown) The light is irradiated almost perpendicularly to the incident light window 681.
  • the incident light enters the container 61 from the incident light window 681 and is scattered in the mixture of the sample solution and the reagent contained in the container 61, and the scattered light passes through the scattered light window 682.
  • the light exits the container 61.
  • the fluorescence generated in the mixed solution due to the incident light exits the container 61 through the scattered light window 682.
  • Emitted light or fluorescent light is received by a light receiving unit (not shown). After the particles in the mixed solution settle, the scattering degree or the fluorescence intensity of the mixed solution is determined based on the intensity of the light received by the light receiving section, so that the reaction between the sample solution and the reagent caused by the stirring can be performed. Can be specified.
  • the stirrer 60 includes the optical measuring unit 68 including the incident light window 681 functioning as a light incident unit and the scattered light window 682 functioning as a light emitting unit. Therefore, when performing the optical measurement, the reaction caused by the stirring that does not require the transfer of the mixed solution from the container 61 to another optical cell can be promptly measured. Therefore, the measurement time can be further reduced. In particular, when measuring a transient change in a reaction, a transient change with a small time loss can be reliably detected. Further, since a mechanism for transferring the mixed solution to the optical cell is not required, the configuration of the measuring device can be simplified.
  • FIG. 7 is a perspective view showing the structure of the stirring device according to the present embodiment.
  • the stirrer 70 according to the present embodiment is the same as the stirrer according to the third embodiment except that the configuration of the optical measurement unit is changed.
  • the reagent-coated particles 72 are held in the sample liquid holding portion 73 of the container 71, and the sample liquid supply port is formed by an opening 74 of the container 71 and a pipe connected to the opening 74 and penetrating the wall of the container 71. 75.
  • the diameter of the opening 76 of the tube 75 facing the outside of the container 71 is larger than the diameter of the opening 77 of the tube 75 facing the inside of the container 71.
  • the force in which the container 31 is provided with the optical measurement unit 38 In the present embodiment, the bottomed cylindrical optical measurement unit connected to the upper opening 71a of the container 71 A fixed part 78 is provided. An opening communicating with the upper opening 71a is provided at the bottom of the optical measuring section 78, and the liquid can be moved between the optical measuring section 78 and the container 71.
  • the optical measuring section 78 is made of substantially flat and optically transparent polystyrene. Of the surfaces constituting the optical measurement unit 78, the two surface forces opposing each other function as an optical measurement window 781 as a light incident unit and an optical measurement window 782 as a light output unit.
  • the same functions and effects as those of the third embodiment can be obtained. Furthermore, by making the shape of the optical measurement section as in this embodiment, it is not necessary to perform special processing and polishing on a part of the container wall surface so as to be optically transparent.
  • the configuration of the device becomes easy. For example, it can be formed by joining a container having an opening for sample liquid or reagent and a sample liquid holder to the lower part of a commercially available optical cell with a hole at the bottom. .
  • a cell that can be adapted to one cell holder of a commercially available spectrometer can be configured, so that a highly versatile cell capable of optical measurement can be provided.
  • two surface forces opposing each other are respectively used as an optical measurement window that is a light incident unit and an optical measurement window that is a light output unit.
  • the description has been given of the case of functioning the present invention is not limited to this.
  • two surface forces orthogonal to each other are respectively an optical measuring window which is a light incident portion and an optical measuring window which is a light emitting portion. It may function as.
  • the number of optical measurement windows is not limited to two, but may be three or more.
  • FIG. 8 is a perspective view showing the structure of the stirring device according to the present embodiment.
  • the stirrer 80 according to the present embodiment is the same as the stirrer according to the fourth embodiment except that the configuration of the optical measurement unit is changed.
  • the reagent-coated particles 82 are held in the sample liquid holding portion 83 of the container 81, and the sample liquid supply port is connected to the opening 84 of the container 81 and a pipe connected to the opening 84 and penetrating the wall of the container 81. 85 and in It is configured.
  • the diameter of the opening 86 of the tube 85 facing the outside of the container 81 is larger than the diameter of the opening 87 of the tube 85 facing the inside of the container 81.
  • the force in which the optical measurement unit 48 is provided in the container 41 In the present embodiment, the bottomed cylindrical optical measurement unit connected to the upper opening 81a of the container 81 Section 88 is provided. An opening communicating with the upper opening 81a is provided at the bottom of the optical measuring section 88, and the liquid can be moved between the optical measuring section 88 and the container 81.
  • the optical measurement unit 88 is made of substantially flat and optically transparent polystyrene. Of the surfaces constituting the optical measuring section 88, two surface forces opposing each other function as an optical measuring window 881 as a light incident section and an optical measuring window 882 as a light emitting section.
  • the same functions and effects as those of the fourth embodiment can be obtained. Furthermore, by making the shape of the optical measurement section as in the present embodiment, it is possible to use an apparatus that does not need to perform special processing and polishing on a part of the container wall surface so as to be optically transparent.
  • the configuration becomes easy. For example, it can be formed by joining a container having an opening for introducing a sample solution or a reagent and a sample solution holding section to a lower part of a commercially available optical cell having a hole formed at the bottom.
  • a cell that can be adapted to a cell holder of a commercially available spectrometer can be configured, so that a highly versatile cell capable of optical measurement can be provided.
  • two surface forces opposing each other are respectively used as an optical measurement window that is a light incident unit and an optical measurement window that is a light output unit.
  • the description has been given of the case of functioning the present invention is not limited to this.
  • two surface forces orthogonal to each other are respectively an optical measuring window which is a light incident portion and an optical measuring window which is a light emitting portion. It may function as.
  • the number of optical measurement windows is not limited to two, but may be three or more.
  • FIG. 9 shows the structure of the analyzer according to the present embodiment. It is a schematic perspective view shown.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining the operation of the analyzer 100 shown in FIG.
  • the analyzer 100 includes a casing 91 and a stirrer (corresponding to the cell of the present invention) 99 composed of a cylinder having a plunger 92.
  • the stirrer 99 is a casing. It is provided in 91.
  • the cylinder has a rectangular cross section, and each side surface portion plays a role of an incident light window 933, a transmitted light window 931 and a scattered light window 932.
  • the lower portion of the cylinder has a tapered shape that becomes gradually thinner, and the opening at the tip serves as a sample liquid supply port 98.
  • a light source 95, a detector 941 for detecting transmitted light and a detector 942 for detecting scattered light are provided on the side surface of the stirring device 99 in the housing 91. Visible photodiodes are used for the transmitted light detection detector 941 and the scattered light detection detector 942, respectively.
  • the surface of the transmitted light window 931 is parallel to the surface of the incident light window 933, and the surface of the scattered light window 932 is perpendicular to the surface of the incident light window 933.
  • a transmitted light window 931, a scattered light window 932, and an incident light window 933 is parallel to the surface of the incident light window 933.
  • the sample liquid supply port 98 is
  • reagent-coated particles 96 coated with a reagent for measuring an immunoreaction containing an immunoreactive substance that produces an antigen-antibody reaction with an object to be measured contained in a sample solution are arranged.
  • the incident light window 933, the transmitted light window 931 and the scattered light window 932 are made of substantially flat and optically transparent polystyrene.
  • the surface of the incident light window 933 is arranged to be perpendicular to the light source 95, and the detection surface of the transmitted light detection detector 941 and the detection surface power of the scattered light detection detector 942 are respectively It is set to be perpendicular to the transmitted light window 931 and the scattered light window 932.
  • stirrer 99 Other parts of the stirrer 99 are made of polypropylene. Further, as the reagent-coated particles 96, the same ones as in the first embodiment are used.
  • the sample liquid supply port 98 is immersed in the sample liquid 101 in the beaker 102, and the plunger 92 is pulled upward. It flows in and the reagent-coated particles 96 are rolled up by the flow. Thus, the reagent coated on the surface of the reagent-coated particles 96 is dissolved in the sample liquid 101 by the movement of the reagent-coated particles 96 while being suspended in the sample liquid 101 in the stirring device 99.
  • the particles after the reagent is dissolved from the reagent-coated particles 96 have a large specific gravity, and as shown in FIGS. 10 (c) and (d), the incident light window 933 and the transmitted light window 931, it gradually sinks below the position of the scattered light window 932. This makes it possible to optically measure the turbidity caused by the antigen-antibody reaction between the test object in the sample solution 101 and the reagent.
  • the light from the light source 95 is irradiated almost perpendicularly to the incident light window 933.
  • Light incident from the incident light window 933 passes through a mixture of the sample liquid and the reagent.
  • the light having high rectilinearity is emitted through the transmitted light window 931 and received by the transmitted light detection detector 941.
  • the light scattered by the reactant in the mixed solution is emitted through the scattering light window 932 and received by the scattered light detecting detector 942.
  • the reaction that occurs between the sample solution and the reagent can be measured.
  • the absorbance or turbidity determined by the transmitted light detection detector 941 and the scattered light intensity determined by the scattered light detection detector 942 can be used as a reaction index between the sample solution and the reagent. Either index may be used to measure the reaction between the sample solution and the reagent, but when the degree of turbidity due to the above reaction is low, determining the scattered light intensity enables more sensitive measurement. .
  • the stirrer 99 can be replaced with another stirrer.
  • a stirrer 110 having the structure shown in FIG.
  • the stirrer 110 shown in FIG. 11 has a lid 119a disposed on the upper part of the stirrer according to Embodiment 7 of the present invention shown in FIG. 7, an opening 119b provided in the lid 119a, and a funnel-shaped opening 119b.
  • Guide 119c is provided.
  • Plunger 92 is connected to guide 119c
  • a stirrer obtained by providing a lid, an opening, and a funnel-shaped guide on the upper part of the stirrer shown in FIG. 3-8 may be used.
  • the sample liquid and the reagent can be mixed quickly and easily simultaneously with the sampling of the sample liquid. 'Can be stirred.
  • the stirring device 99 is provided with the incident light window 933, the transmitted light window 931 and the scattered light window 932, and the incident light window 933 is perpendicular to the light source 95.
  • the directions of the detection surfaces of the transmitted light detection detector 941 and the scattered light detector 1942 are perpendicular to the transmitted light window 931 and the scattered light window 932, respectively.
  • the antigen antibody reaction can be promptly spectroscopically measured using a mixture obtained by mixing and stirring the sample solution and the reagent, and the measurement time can be further shortened. Further, particularly when measuring a transient change in a reaction, a transient change with a small time loss can be reliably detected. Further, a mechanism for transferring the mixed solution to the optical cell is not required, and the configuration of the measuring device can be simplified.
  • the stirring method and cell according to the present invention can quickly and easily stir a sample solution and a reagent with a simple configuration. For this reason, the present invention is particularly applicable to testing devices (particularly POCT testing devices) such as immunochemical analyzers and biochemical analyzers used in clinical tests for chemically analyzing sample liquids such as blood and urine. Useful.

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Abstract

　簡易な構成を有するセルを用い、迅速かつ簡便に試料液と試薬とを撹拌することができる撹拌方法を提供する。複数の粒子および試薬を有する試料液保持部と試料液供給口とを備えたセルを用い、被測定対象物を含む試料液を試料液供給口から試料液保持部に供給し、試料液の供給によって試料液保持部内において生じた試料液の流動に伴う粒子の動きにより、試薬と試料液とを混合・攪拌して混合液を得る。

Description

明 細 書
攪拌方法、セルおよびこれを用いた測定装置、測定方法
技術分野
[0001] 本発明は、血液や尿などの試料液を化学的に分析する臨床検査などで利用される
、試料液と試薬との攪拌方法に関する。さらに、本発明は、当該攪拌方法に好適な セルおよびこれを用いた測定装置、測定方法に関する。
背景技術
[0002] 免疫化学分析検査装置や生化学分析装置などの検査装置では、分析用のセルな どの容器内で反応を効率良く生じさせ、また、測定の精度を保っために試料液と試 薬とを攪拌することが行われる。
従来の攪拌技術としては、例えば磁気攪拌器で磁気回転子を回転させる技術 (特 許文献 1)、ピエゾ素子を駆動源として用いて攪拌用ブレードを振動させる技術 (特許 文献 2)、および反応カセットを回転させて重力により液体を移動させ、前記反応カセ ット内に設けられた、液体の流動を撹乱する手段に接触させて攪拌する技術 (特許 文献 3)などが提案されて!、た。
特許文献 1：特開平 3- 214049号公報
特許文献 2：特開平 4-363665号公報
特許文献 3：特開平 3-46566号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0003] し力しながら、特許文献 1一 3に示した従来の攪拌技術では、試料液または試薬の 反応系への注入操作とは別に、駆動源により攪拌機構を作動させて攪拌操作を行う ことが必要である。
具体的には、試料液または試薬の反応系への注入後、例えば特許文献 1では磁気 回転子を磁気発生装置により回転させる必要があり、特許文献 2では攪拌用ブレード をピエゾ素子により振動させる必要があり、また、特許文献 3ではステッピングモータ などを駆動源として反応カセットを回転させる必要があった。 [0004] したがって、従来の攪拌技術では、攪拌のための駆動源を新たに設ける必要があり 、攪拌装置を含む検査機器の構成が複雑になってしまうという問題があった。
また、試料液または試薬の反応系への注入操作とは別に、攪拌操作を行う必要が あり、試料液と試薬の反応系への注入から、試料液と試薬の反応系内での濃度に応 じた正確な反応の測定ができるまでに、相当の時間を要すると!、う問題があった。
[0005] 上記のような従来の問題は、特に現場での迅速で正確な測定が求められる定量型 の POCT(Point of Care Testing)検査機器において認められるものであり、今後定量 型の POCT検査機器がますます普及していくであろうことを考慮すると、上記問題は 早急に解決されることが期待される。
そこで、本発明は、上記のような従来の問題を解決し、簡易な構成で迅速かつ簡便 に試料液と試薬とを撹拌することができる攪拌方法、セルおよびこれを用いた測定装 置、測定方法を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0006] 上記のような従来の問題を解決すベぐ本発明は、
被測定対象物を含む試料液と試薬とを攪拌する方法であって、
(A)複数の粒子および前記試薬を有する試料液保持部と、試料液供給口とを備えた セルを用い、前記試料液供給口から前記試料液保持部に、被測定対象物を含む試 料液を供給する工程、および
(B)前記試料液の供給によって前記試料液保持部内にお!/ヽて生じた前記試料液の 流動に伴う前記粒子の動きにより、前記試料液と前記試薬とを攪拌し、前記試料液と 前記試薬と前記粒子とを含む混合液を得る工程を含む
攪拌方法を提供する。
[0007] また、本発明は、
複数の粒子および試薬を有する試料液保持部と、試料液供給口とを備え、 前記粒子が、前記試料液供給口から前記試料液保持部内に供給された試料液の 流動に伴って移動可能に前記試料液保持部に保持されており、
前記粒子の移動により前記試料液と前記試薬とが攪拌されるセルを提供する。
[0008] さらに、本発明は、 上記セルにおいて、前記試料液保持部に光を入射させるための光入射部、および 前記試料液保持部から光を出射させるための光出射部をさらに備えるセルを保持す るセル保持部、
前記セルの前記試料液供給口を通して前記試料液保持部に前記試料液を供給す るための試料液供給部、
前記セルの前記光入射部に入射する光を出射するための光源、および 前記セルの前記光出射部力 出射した光を検出するための光検出部を備え、 前記光検出部において検出された光に基づいて、試料液中の被測定対象物を測定 するための測定装置を提供する。
さらに、本発明は、
上記攪拌方法に加えて、
さらに、前記試料液保持部に光を入射させるための光入射部、および前記試料液 保持部から光を出射させるための光出射部を備えたセルを用い、
(C)前記光入射部を通して前記保持部内に光を入射させる工程、
(D)前記光出射部を通して前記保持部外に出射した光を検出する工程、および
(E)前記混合液中の前記粒子が沈降した後に検出された前記光に基づいて、前 記試料液中に含まれる被測定対象物質を測定する工程を含む測定方法を提供する 発明の効果
[0009] 本発明の攪拌方法、セルおよびこれを用いた測定装置によれば、簡易な構成で迅 速かつ簡便に試料液と試薬とを撹拌することができる。
図面の簡単な説明
[0010] [図 1]本発明の実施の形態 1に係る攪拌装置の構造を示す斜視図である。
[図 2]本発明の実施の形態 2に係る攪拌装置の構造を示す斜視図である。
[図 3]本発明の実施の形態 3に係る攪拌装置の構造を示す斜視図である。
[図 4]本発明の実施の形態 4に係る攪拌装置の構造を示す斜視図である。
[図 5]本発明の実施の形態 5に係る攪拌装置の構造を示す斜視図である。
[図 6]本発明の実施の形態 6に係る攪拌装置の構造を示す斜視図である。 [図 7]本発明の実施の形態 7に係る攪拌装置の構造を示す斜視図である。
[図 8]本発明の実施の形態 8に係る攪拌装置の構造を示す斜視図である。
[図 9]本発明の実施の形態 9に係る攪拌装置の構造を示す斜視図である。
[図 10]本発明の実施の形態 9に係る攪拌装置の動作を説明するための図である。
[図 11]本発明の実施の形態 9における攪拌装置の変形例を示す斜視図である。 発明を実施するための最良の形態
[0011] 本発明は、被測定対象物を含む試料液と試薬とを攪拌する方法に関し、（A)複数 の粒子および前記試薬を有する試料液保持部と試料液供給口とを備えたセルを用 い、前記試料液供給口から前記試料液保持部に、被測定対象物を含む試料液を供 給する工程、および (B)前記試料液の供給によって前記試料液保持部内において 生じた前記試料液の流動に伴う前記粒子の動きにより、前記試料液と前記試薬とを 攪拌し、前記試料液と前記試薬と前記粒子とを含む混合液を得る工程を含む。 また、本発明のセルは、複数の粒子および試薬を有する試料液保持部と、試料液 供給口とを備え、前記粒子が、前記試料液供給口から前記試料液保持部内に供給 された試料液の流動に伴って移動可能に前記試料液保持部に保持されており、前 記粒子の移動により前記試料液と前記試薬とが攪拌される。
[0012] このようにすると、試料液供給口から試料液保持部内に、試料液を流入させること により、試料液保持部内に液体の流動を発生させることができる。この液体の流動に 伴って、試料液保持部内に保持された複数の粒子が動くので、試料液と試薬とを攪 拌して均一化することができる。このため、従来の均一系の反応測定用の検査装置 で用いられる測定方法のように、試料液及び試薬を反応系に加える操作と攪拌操作 とをそれぞれ個別に行っていた場合に比べて、反応のために試料液と試薬とを均一 化するのに要する時間を短縮することができる。従って、本発明の攪拌方法を均一系 の反応測定用の検査装置に適用すると、試料液と試薬との反応の測定時間を短縮 することができる。
また、容器内への液体の試料液流入時の流動を利用して攪拌操作を行なわせるこ とができるため、攪拌のための駆動源を新たに設ける必要がなぐ構成が簡易になる 以上のように、本発明によれば、簡易な構成で迅速かつ簡便に試料液と試薬とを 携枠することができる。
[0013] 本発明の攪拌方法、セルおよびこれを用いた測定装置、測定装置において、試料 液としては、水溶性の試料液や、水に懸濁可能なコロイド粒子を含むコロイド液など が挙げられる。より具体的には、例えば、尿、血液、血漿、血清、唾液、細胞間質液、 汗、涙などの体液、または生体成分を溶解した水溶液などが挙げられる。
[0014] また、上記試薬としては、試料液中に含まれる被測定対象物と反応性を有する物 質を含むものであればよい。被測定対象物と反応性を有する物質としては、例えば、 酵素、被測定対象物と抗原抗体反応を生じる免疫反応性物質、被測定対象物とリガ ンドレセプター反応を生じる物質等が挙げられる。この中で、特に被測定対象物と反 応性を有する物質が、被測定対象物質と特異的に結合可能な特異結合物質である ことが好ましい。特異結合物質としては、例えば、免疫反応性物質や、被測定対象物 とリガンドレセプター反応を生じる物質などが挙げられる。
特に免疫反応性物質である抗体は、低分子化合物、蛋白質などの高分子化合物 ならびに細菌およびウィルスなどと特異的に結合可能し得るため、利用範囲が広く好 ましい。
また、反応を光学的に測定するために用いられる試薬が好ま 、。
[0015] 本発明にお 、て用いる粒子は、必ずしも球状でなく任意の形状であってもよ 、が、 上記粒子は水に不溶性で、比重が 1よりも大きぐ試料液内で沈降可能なものであれ ばよい。また、試料液中で 1気圧一 + 1気圧程度の水圧により生じた流動で容易に 浮遊移動し、また移動後速やかに沈降する粒子を用いることが好ましい。
上記粒子を構成する材料としては、例えば、ガラス、海砂、シリカ、金属、ポリスチレ ン、ポリエチレン、アクリル、ポリプロピレンなどの榭脂などが挙げられる。また、上記 粒子の粒径としては、 400— 700 μ m程度であるのが好ましい。なかでも、粒径 400 一 700 μ m程度のガラス粒子や海砂などを用いることが好まし 、。
[0016] また、試料液と試薬との混合液にお!ヽて、粒子の少なくとも表面の電荷と特異結合 物質の電荷とが同じ極性を有するように、粒子及び特異結合物質が調整されて!、る ことが好ましい。 このよう〖こすると、試料液との混合時に粒子と特異結合物質とが静電的に反発しあ うため、この効果によって、粒子への特異結合物質の吸着を防止することができ、試 料液中への特異結合物質の溶解、および試料液と特異結合物質との混合を促進す ることがでさる。
[0017] 具体的には、特異結合物質としてタンパク質を粒子に担持させる場合、 pH4— 9程 度の範囲内で一定の極性の電荷を維持することのできる官能基などを上記粒子表 面に存在させればよい。
例えば、上記粒子として表面にアミノ基を有する粒子を用い、特異結合物質として抗 体を用いた場合を想定する。アミノ基は pH4— 9程度の範囲内で正に帯電している。 そのため、抗体の等電点 piが 6. 5であると仮定すると (ただし、一般的な抗体の等電 点 piは 6— 8である）、 6. 5よりも小さい pH (好ましくは pH4. 5-5. 5程度）で、抗体 を分子全体で正に帯電させて粒子に担持すれば、正に帯電した抗体と粒子表面の 正電荷が反発し合 、、粒子への抗体の吸着を阻止することができる。
一方、等電点が酸性側にあり中性付近で負に帯電しているタンパク質を、中性付近 ( 例えば pH7. 4)で特異結合物質として用いる場合には、粒子として表面に官能基と してスルホン酸基ある!/、はカルボキシル基を有するものを用いればよ!、。この場合、 官能基とタンパク質はともに負に帯電しており、お互いに反発し合う。
[0018] また、本発明にお ヽては、上記試料液と粒子との混合時に、上記粒子の少なくとも 表面の電荷と特異結合物質の電荷とが反発する pH変化を生じるように、緩衝剤を上 記試薬に含ませておくことが好まし 、。
このような構成によれば、混合時に上記粒子と特異結合物質とが静電的に反発し 合うようにするための pHの設定が容易となり、また、 pHを安定ィ匕することができるた め、粒子と特異結合物質との静電的な反発を再現性良く実現することができる。 試料液供給口から試料液保持部内に供給された試料液に試薬が溶解するように、 粒子が試薬により被覆されていてもよい。このとき、粒子表面の全部を覆うように試薬 が被覆されて 、ても、粒子表面の一部のみを覆うように試薬が被覆されて 、てもよ ヽ このようにすると、粒子を被覆する試薬が試料液と触れることによって、試料液中に 溶解して粒子力ゝら脱離する。
[0019] また、この際、粒子表面力も周囲に向力つて (すなわち、粒子表面の近傍力も遠ざか るにつれて）、試薬の濃度勾配が生じる。この試薬の濃度勾配は粒子の近傍で高く なり、試薬の溶解に対して阻害要因となるが、粒子が液中を移動するため、粒子の近 傍における溶解試薬の濃度が極端に高くなることを防止することができる。以上のよう に、試薬の溶解に対する阻害要因を緩和することができるため、試薬の試料液中へ の溶解も促進することができる。
さら〖こ、粒子の移動によって生じる乱流によって、試料液と試薬とを攪拌して、両者の 分散状態が均一化した混合液を得ることができる。
[0020] 本発明において、上記粒子に試薬を被覆する場合には、個々の粒子の表面に個 別に試薬で被覆してもよぐ複数個の粒子の表面をまとめて上記試薬で被覆するよう にしてもよい。
なかでも、個々の粒子の表面を個別に上記試薬で被覆するのが好ましい。なぜなら 、個々の粒子を上記試薬で被覆すれば、試薬と試料液との接触面積を多くすること ができるとともに、得られる混合液中において粒子の流動性の確保が容易となり、上 記試薬の溶解を促進することができる力 である。
[0021] また、試薬は乾燥状態であることが好ましい。試薬を乾燥状態とする方法としては、 風乾や凍結乾燥等が挙げられるが、なかでも、試薬の溶解性および活性維持の観 点からは、凍結乾燥を用いることが好ましい。
試薬が被覆された粒子を個別に存在させることは、例えば、 1個の粒子上に適量の 試薬を凍結乾燥させることによって実現可能である。また、試薬に複数の粒子を混合 し、得られる混合物を凍結乾燥して、凍結乾燥物を得た後、粒子が個別に存在でき るように凍結乾燥物を粉砕してもよい。後者の方法は、試薬により粒子を被覆する操 作の簡便性の観点からは、前者の方法に優る。
[0022] また、本発明において、粒子に、特異結合物質が前記粒子に吸着することを阻害 する物質 (吸着阻害物質)が担持されて 、ることが好ま 、。
このような構成によれば、特異結合物質が粒子に非特異的に吸着して、試料液中 に溶解しなくなることにより被測定対象物との反応に関与できなくなるのを防止するこ とができるので、より効率的に被測定対象物と特異結合物質との反応を行わせること ができる。特異結合物質が粒子に吸着することを阻害する物質としては、シリコン、試 料液と試薬との反応に関与しない蛋白質などが挙げられる。
[0023] ここで、上記特異結合物質が粒子に吸着することを阻害する物質が、試料液中の 被測定対象物が粒子に吸着することも阻害することが好まし 、。上記特異結合物質 が粒子に吸着することを阻害する物質は、粒子の表面を覆うように設けられて 、るこ とが好ましい。さらに、前記物質は、試料液と試薬との反応に関与しないことが好まし い。
例えば、免疫測定用試薬を用いる場合には、特異結合物質が前記粒子に吸着す ることを阻害する物質としてカゼイン、ゥシ血清アルブミン、ゼラチンなどを用いること ができる。例えば、ガラス粒子を 1重量％のカゼインを含む溶液中で 1時間以上イン キュペートすることにより、粒子の周囲にカゼインを吸着させて、粒子表面を不活化す ることがでさる。
[0024] また、本発明において、粒子の表面には、被測定対象物と特異結合物質との反応 を阻害する物質 (反応阻害物質)を吸着する物質が設けられて 、ることも好ま 、。 このような構成によれば、試料液と試薬とが混合された溶液中から、被測定対象物 と特異結合物質との反応を阻害する物質を除去することができるので、より効率的に 被測定対象物と特異結合物質との反応を行わせることができる。反応阻害物質を吸 着する物質としては、例えば、反応阻害物質に対するレセプター分子や、反応阻害 物質に対して特異的に結合可能な免疫反応性物質などがある。
[0025] ここで、上記反応阻害物質を吸着する物質は、粒子の表面を覆うように設けられて いることが好ましい。さらに前記吸着物質は、被測定対象物と特異結合物質との反応 に関与しな 、ことが好ま 、。
例えば、粒子としてガラス粒子を用い、この周囲に、上記吸着物質を設けるために は、ガラス粒子を、前記吸着物質を含む溶液中でインキュベートし、ガラス粒子の周 囲に前記吸着物質を吸着させればよい。
[0026] 例えば、試料液がヒトの血液、血漿、血清、尿などの場合で、動物由来抗体を用い た免疫反応測定用試薬により、試料液中の対象物質と反応させる場合には、試料液 中に前記動物由来抗体に対するヒト由来抗体が存在し、このヒト由来抗体により、試 料液中の対象物質と試薬との反応が阻害される事例が知られている。
このような場合には、ガラス粒子を、 0. lmgZml程度のヒト由来抗体に対する抗体 を含む溶液中で 1時間以上インキュベートし、ガラス粒子の周囲にヒト由来抗体に対 する抗体を吸着させればょ 、。
[0027] 阻害物質であるヒト由来抗体を、ガラス粒子周囲に設けたヒト由来抗体に対する抗 体で結合させた後、ガラス粒子を沈降させると、阻害物質であるヒト由来抗体を容器 内で局在化させることができる。このようにすると、動物由来抗体に対するヒト由来抗 体が、試薬中の動物由来抗体と結合することを制限し、試薬中の動物由来抗体と試 料液中の対象物質との反応を、動物由来抗体に対するヒト由来抗体が阻害するのを 抑帘 Uすることができる。
また、血液サンプルを用いて細菌感染症などの場合に含有量が増加する CRP (C 反応性タンパク質)を測定する場合には、リウマチ因子が測定に悪影響を与えること が知られているが、リウマチ因子を結合する抗体を粒子周囲に吸着させ配置すること により、上記と同様の方法で、リウマチ因子の影響を除くことができる。
[0028] 本発明のセルを構成する容器の材料としては、試料液および試薬に対して不溶性 のものであれば特に限定されないが、内部が目視可能な程度に透明な材料であるこ とが好ましい。内部が目視可能であると、容器内での試料液と試薬との攪拌状況を容 易に確認することができ、トラブル時の対処を迅速に行うことができ、また、試料液と 試薬との反応を目視によって判定することもできる。
具体的には、例えばガラス、ポリスチレン、ポリエチレン、アクリル、ポリプロピレン等 が挙げられる。
[0029] また、上記容器は、試料液および試薬が非特異的に吸着しにくい材料で構成され ているのが好ましい。または、上記容器を、試料液および試薬の非特異的な吸着を 防止するための処理を施した材料で構成してもよ!/、。
例えば、蛋白質、ペプチドもしくは DNA等を含む試薬、または蛋白質、ペプチドも しくは DNA等を被測定対象物として含む試料液を用いる場合、ポリプロピレンを用い るのが好ましい。ポリプロピレンには、蛋白質、ペプチドおよび DNAが非特異的に吸 着しにくいからである。
[0030] また、蛋白質、ペプチドおよび DNA等が比較的非特異的に吸着し易 、ガラスまた はポリスチレンで上記容器を構成する場合は、容器の内表面を、試料液と特異結合 物質との反応に関与せず、また阻害しない材料で、コーティングすればよい。
このようなコーティングに用いる材料としては、シリコンや、試料液と試薬との反応に 関与しない蛋白質等が挙げられる。
[0031] また、本発明のセルにおいては、試料液供給口から前記試料液保持部内に流入し た前記試料液が前記試料液保持部の内壁面に沿って移動するように、前記試料液 供給口が配置されて 、ることが好ま 、。
特に、試料液保持部内に供給された試料液の流動が、試料液保持部の内壁面に 沿った旋回流となるように、上記試料液供給口を設けるのが好ましい。このようにする と、試料液保持部内で試料液の流動を効率的に起こすことが可能となり、粒子の浮 遊および移動を促進でき、試料液と試薬との攪拌混合効果を高めることができる。
[0032] また、上記試料液供給口の外側の開口部の口径が、上記試料液供給口の内側の 開口部の口径よりも大き 、ことが好まし 、。
このような構成によれば、容器の外部力 容器の内部への試料液の流入速度を高 めることができるため、容器内でより速い試料液の流動を生じさせることができる。ま た、粒子の浮遊'移動を促進することができ、試料液と試薬との攪拌混合効果を高め ることがでさる。
[0033] また、本発明にお ヽては、上記セルが、当該試料液保持部に光を入射させるため の光入射部、および前記試料液保持部から光を出射させるための光出射部を備え ていることが好ましい。
このような構成によれば、光学測定のために、試料液と試薬との混合液を別の光学 セルに移し替える必要がなくなり、攪拌によって生じた反応を速やかに分光測定する ことができ、測定時間をより短縮することができる。また、特に反応の過渡的な変化を 測定する場合に、タイムロスが少なぐ過渡的変化を確実に捉えることができる。さら に、混合液を別の光学セルに移し替えるための機構が不要なため、装置構成を簡略 ィ匕することがでさる。 [0034] 上記光入射部および光出射部は、実質的に平坦であって光学的に実質的に透明 な材料で構成される。光出射部の面は光入射部の面に対して実質的に平行に配置 されていてもよい。このようにすると、光入射部力も試料液保持部内に入射し、試料 液保持部内に収容されている試料液と試薬との混合液を透過した光を、光出射部を 通して試料液保持部外に出射させることができる。そのため、吸光度または濁度の測 定のために好適なセルを提供することができるのである。
[0035] また、光出射部の面は光入射部の面に対して実質的に垂直に配置されていてもよ い。このようにすると、光入射部カゝら試料液保持部内に入射し、試料液保持部内に収 容されて!/、る試料液と試薬との混合液内で散乱した光、または光入射部から試料液 保持部内に入射した光に起因して前記混合液内で発生した蛍光を、光出射部を通 して試料液保持部外に出射させることができる。そのため、散乱強度または蛍光測定 のために好適なセルを提供することができる。
[0036] なお、光入射部および光出射部を構成する光学的に実質的に透明な材料としては 、例えば石英ガラスまたはポリスチレンを用いるのが好ましい。これらの材料は、可視 光域における透明性に優れ、可視光域における光学測定に好適である。
[0037] さらに、本発明の測定装置は、上記セルを保持するセル保持部、前記セルの前記 試料液供給口を通して前記試料液保持部に前記試料液を供給するための試料液供 給部、前記セルの前記光入射部に入射する光を出射するための光源、および前記 セルの前記光出射部から出射した光を検出するための光検出部を備え、前記光検 出部において検出された光に基づいて試料液中の被測定対象物を測定する。 ここで試料液供給部が、試料液供給口を通して試料液保持部に試料液を吸引する ための試料液吸引手段であることが好ましい。試料液吸引手段としては、例えばブラ ンジャー、シリンジなどが挙げられる。
また、本発明の測定方法は、上記の攪拌方法に加えて、
さらに、前記試料液保持部に光を入射させるための光入射部、および前記試料液 保持部から光を出射させるための光出射部を備えたセルを用い、
(C)前記光入射部を通して前記保持部内に光を入射させる工程、
(D)前記光出射部を通して前記保持部外に出射した光を検出する工程、および (E)前記混合液中の前記粒子が沈降した後に検出された前記光に基づいて、前 記試料液中に含まれる被測定対象物質を測定する工程を含む。
以下において、図面を参照しながら本発明の実施の形態についてより詳細に説明 するが、本発明は、これらのみに限定されるものではない。
[0038] [実施の形態 1]
図 1は、本発明の実施の形態 1に係るセルを用いた攪拌装置の構造を示す概略斜 視図である。図 1に示すように、本実施の形態の攪拌装置 10は有底円筒形の容器 1 1を含み、容器 11の試料液保持部 13には、試料液中に含まれる被測定対象物と抗 原抗体反応を生じる免疫反応性物質 (特異結合物質)を含む免疫反応測定用試薬 を被覆した試薬被覆粒子 12が保持されている。
この粒子 12は、試料液保持部 13における試料液等の液体の流動に伴って移動可 能なように、試料液保持部 13に保持されている。
[0039] また、試料液を入れるための試料液供給口は、容器 11の開口部 14と、開口部 14と 接続して容器 11の壁を貫通する管 15とで構成されている。ここで、容器 11の外側に 位置する管 15の開口部 16の口径は、容器 11の内側に位置する管 15の開口部 17 の口径よりも大きくなつている。
容器 11は透明なポリプロピレンで構成されており、容器 11の内部を目視することが 可能である。試薬被覆粒子 12を構成する粒子としては、粒径約 550 mのガラス粒 子の表面をポリリジンによりコーティングして正電荷を帯びさせて得られる粒子 (ポリリ ジンコート粒子）を用いる。
[0040] 粒子への試薬の被覆は以下のように行う。等電点が 6. 5の免疫反応測定用試薬で ある抗体を含む溶液と、複数のポリリジンコートガラス粒子とを混合し、得られる混合 物を pH7. 5の条件下で凍結乾燥して凍結乾燥物を得、試薬被覆粒子が個別に存 在できるように前記凍結乾燥物を粉砕する。
また、試料液と試薬被覆粒子との混合時の pHを 5. 0に維持することができるように 、予め調製したクェン酸緩衝剤を試料液保持部 13に滴下しておく。
[0041] つぎに、本実施の形態の攪拌装置 10の動作を説明する。
まず、開口部 16から試料液として尿を流入させることにより、容器 11の開口部 14を 通して容器 11内に試料液を供給する。この供給により生じる容器 11内部での液体の 流動により、試料液保持部 13にある試薬被覆粒子 12を浮遊および移動させ、この粒 子 12の動きにより、免疫反応測定用試薬を溶解させ、容器 11内の試料液と免疫反 応測定用試薬およびクェン酸緩衝剤とを混合'攪拌する。
[0042] 本実施の形態によれば、容器 11の開口部 14から容器 11内に、試料液を流入させ ることにより、容器 11内に液体の流動を発生させることができる。この液体の流動に 伴って、容器 11内に保持された複数の試薬被覆粒子 12が動くので、免疫反応測定 用試薬を溶解させ、また、試料液と免疫反応測定用試薬およびクェン酸緩衝剤とを 混合'攪拌して均一化した混合液を得ることができる。
このため、従来の攪拌装置のように、試料液および試薬を反応系に加える操作と攪 拌操作とをそれぞれ個別に行っていた場合に比べて、試料液と試薬とを均一化する のに要する時間を短縮することができる。
[0043] また、粒子に免疫反応測定用試薬を被覆して!/ヽるため、粒子の移動により、試料液 との接触によって免疫反応測定用試薬が溶解して形成される粒子付近の前記試薬 の濃度勾配 (試薬被覆粒子の近傍に生じる溶解した試薬の濃度勾配)が高くなること を防止することができ、粒子に被覆された試薬の試料液への溶解を促進することがで きる。
また、粒子周囲に特異結合物質を被覆しているため、容器壁面等に特異結合物質 を担持する場合に比べて、担持のための表面積を大きくすることができ、試料液保持 部内に特異結合物質をより多く保持することができる。
[0044] また、本実施の形態のように試薬被覆粒子 12を調製し、試料液との混合時の pHを
5. 0に維持すると、免疫反応測定用試薬中の特異結合物質である抗体の等電点は
6. 5であるため当該抗体は正に帯電し、粒子表面のポリリジンは正電荷を持っている ため、粒子の表面は正に帯電する。これによつて、粒子と粒子に被覆された抗体は 電気的に反発し合い、抗体の粒子からの脱離を促進することができる。
また、容器 11内への試料液流入時の液体の流動を利用して攪拌操作を行なわせ ることができるため、攪拌のための駆動源を新たに設ける必要がなぐ構成が簡易で ある。 以上のように、本実施の形態によれば、簡易な構成で迅速かつ簡便に試料液と試 薬とを携枠することがでさる。
[0045] また、容器 11の外側に面する管 15の開口部 16の口径は、容器 11の内側に面する 管 15の開口部 17の口径よりも大きくなつているので、容器 11の外部から容器 11の 内部への流体の流入速度が高ぐ容器 11内でより速 、流体の流動を生じさせること ができる。これにより試薬被覆粒子 12の浮遊'移動を促進することができ、試料液と 免疫反応測定用試薬との混合'攪拌効果を高くすることができる。
[0046] [実施の形態 2]
つぎに、本発明の実施の形態 2に係るセルを用いた攪拌装置を、図 2を参照しなが ら説明する。図 2は、本実施の形態に係る攪拌装置の構造を示す斜視図である。 本実施の形態の攪拌装置 20は、管 25の配置されている位置が異なる以外は、実 施の形態 1の測定装置と同じである。
ここで、容器 21の試料液保持部 23には試薬被覆粒子 22が保持され、容器 21の外 側に面する管 25の開口部 26の口径は、容器 21の内側に面する管 25の開口部 27 の口径よりも大きくなつている力 実施の形態 1と異なり、図 2に示すように、開口部 24 力 容器 21内に流入した試料液が容器 21の壁の内壁面に沿って移動するように管 25が設けられている。
[0047] 本実施の形態によれば、上記実施の形態 1と同様の作用効果が得られるが、さらに 、開口部 24から流入した試料液が容器 21の内壁面に沿って旋回流を形成する。形 成された旋回流によって、容器 21内で液体の流動を効率的に起こすことができ、試 薬被覆粒子 22の浮遊'移動を促進することができる。したがって、実施の形態 1に比 ベて、試料液中への試薬の溶解効果と、試料液と試薬との攪拌'混合効果とを、さら に高めることができる。
[0048] [実施の形態 3]
つぎに、本発明の実施の形態 3に係るセルを用いた攪拌装置を、図 3を参照しなが ら説明する。図 3は、本実施の形態に係る攪拌装置の構造を示す斜視図である。 本実施の形態に係る攪拌装置 30は、容器 31内に光を入射させるための光入射部 、および前記容器 31外に光を出射させるための光出射部を備えていること以外は、 上記実施の形態 1の攪拌装置と同じである。
ここで、容器 31の試料液保持部 33には試薬被覆粒子 32が保持され、試料液供給 口は、容器 31の開口部 34と、開口部 34と接続して容器 31の壁を貫通する管 35とで 構成されている。容器 31の外側に面する管 35の開口部 36の口径は、容器 31の内 側に面する管 35の開口部 37の口径よりも大きくなつている。
[0049] そして、容器 31の壁面には、光入射部として機能する入射光用窓 381および光出 射部として機能する透過光用窓 382を含む光学測定部 38が設けられている。
入射光用窓 381および透過光用窓 382は、実質的に平坦で光学的に透明な材料 であるポリスチレンにより構成されており、透過光用窓 382の面は入射光用窓 381の 面に対して実質的に平行な位置に配置されて ヽる。
[0050] 本実施の形態によれば、上記実施の形態 1と同様の作用効果が得られるが、さらに 、光学測定を容易かつ確実に行うことができる。
試料液を容器 31内に供給してカゝら所定時間経過後、光源（図示せず)から光を、 入射光用窓 381に対してほぼ垂直に照射する。入射光は、入射光用窓 381から容 器 31内に入射し、容器 31内に収容されている試料液と試薬との混合液内を透過し た後、透過光用窓 382を通して容器 31外に出射する。出射光を、受光部（図示せず )において受光する。混合液中の粒子が沈降した後に、受光部において受光された 光の強度に基づいて前記混合液の吸光度または濁度を求めることにより、攪拌によ つて生じた試料液と試薬との反応を測定することができる。
[0051] 以上のように、本実施の形態に係る攪拌装置 30は、光入射部として機能する入射 光用窓 381および光出射部として機能する透過光用窓 382を含む光学測定部 38を 備えているため、光学測定を行う際に、容器 31から上記混合液を別の光学セルへ移 し替える必要がなぐ攪拌によって生じる反応を速やかに分光測定することができる。 そのため測定時間をより短縮することができる。また、特に反応の過渡的な変化を測 定する場合に、タイムロスが少なぐ過渡的変化を確実に捉えることができる。さらに、 光学セルへ上記混合液を移し替えるための機構が不要なため、測定装置の構成を 簡略ィ匕することができる。
[0052] [実施の形態 4] つぎに、本発明の実施の形態 4に係るセルを用いた攪拌装置を、図 4を参照しなが ら説明する。図 4は、本実施の形態に係る攪拌装置の構造を示す斜視図である。 本実施の形態に係る攪拌装置 40は、容器 41内に光を入射させるための光入射部 、および前記容器 41外に光を出射させるための光出射部を備えていること以外は、 上記実施の形態 2の攪拌装置と同じである。
ここで、容器 41の試料液保持部 43には試薬被覆粒子 42が保持され、試料液供給 口は、容器 41の開口部 44と、開口部 44と接続して容器 41の壁を貫通する管 45とで 構成されている。容器 41の外側に面する管 45の開口部 46の口径は、容器 41の内 側に面する管 45の開口部 47の口径よりも大きくなつている。
[0053] そして、容器 41の壁面には、光入射部として機能する入射光用窓 481および光出 射部として機能する透過光用窓 482を含む光学測定部 48が設けられている。
入射光用窓 481および透過光用窓 482は、実質的に平坦で光学的に透明な材料 であるポリスチレンにより構成されており、透過光用窓 482の面は入射光用窓 481の 面に対して実質的に平行な位置に配置されて ヽる。
[0054] 本実施の形態によれば、上記実施の形態 2と同様の作用効果が得られるが、さらに 、光学測定を容易かつ確実に行うことができる。
試料液を容器 41内に供給してカゝら所定時間経過後、光源（図示せず)から光を、 入射光用窓 481に対してほぼ垂直に照射する。入射光は、入射光用窓 481から容 器 41内に入射し、容器 41内に収容されている試料液と試薬との混合液内を透過し た後、透過光用窓 482を通して容器 41外に出射する。出射光を、受光部（図示せず )において受光する。混合液中の粒子が沈降した後に、受光部において受光された 光の強度に基づいて前記混合液の吸光度または濁度を求めることにより、攪拌によ つて生じた試料液と試薬との反応を測定することができる。
[0055] 以上のように、本実施の形態に係る攪拌装置 40は、光入射部として機能する入射 光用窓 481および光出射部として機能する透過光用窓 482を含む光学測定部 48を 備えているため、光学測定を行う際に、容器 41から上記混合液を別の光学セルへ移 し替える必要がなぐ攪拌によって生じる反応を速やかに分光測定することができる。 そのため測定時間をより短縮することができる。また、特に反応の過渡的な変化を測 定する場合に、タイムロスが少なぐ過渡的変化を確実に捉えることができる。さらに、 光学セルへ上記混合液を移し替えるための機構が不要なため、測定装置の構成を 簡略ィ匕することができる。
[0056] [実施の形態 5]
つぎに、本発明の実施の形態 5に係るセルを用いた攪拌装置を、図 5を参照しなが ら説明する。図 5は、本実施の形態に係る攪拌装置の構造を示す斜視図である。 本実施の形態に係る攪拌装置 50は、容器 51内に光を入射させるための光入射部 、および前記容器 51外に光を出射させるための光出射部を備えていること以外は、 上記実施の形態 1の攪拌装置と同じである。
ここで、容器 51の試料液保持部 53には試薬被覆粒子 52が保持され、試料液供給 口は、容器 51の開口部 54と、開口部 54と接続して容器 51の壁を貫通する管 55とで 構成されている。容器 51の外側に面する管 55の開口部 56の口径は、容器 51の内 側に面する管 55の開口部 57の口径よりも大きくなつている。
[0057] そして、容器 51の壁面には、光入射部として機能する入射光用窓 581および光出 射部として機能する散乱光用窓 582を含む光学測定部 58が設けられている。
入射光用窓 581および散乱光用窓 582は、実質的に平坦で光学的に透明な材料 であるポリスチレンにより構成されており、散乱光用窓 582の面は入射光用窓 581の 面に対して実質的に垂直な位置に配置されて 、る。
[0058] 本実施の形態によれば、上記実施の形態 1と同様の作用効果が得られるが、さらに 、光学測定を容易かつ確実に行うことができる。
試料液を容器 51内に供給してカゝら所定時間経過後、光源（図示せず)から光を、 入射光用窓 581に対してほぼ垂直に照射する。入射光は、入射光用窓 581から容 器 51内に入射し、容器 51内に収容されて ヽる試料液と試薬との混合液内で散乱し て、散乱光が散乱光用窓 582を通して容器 51外に出射する。もしくは、入射光に起 因して前記混合液内で発生した蛍光が、散乱光用窓 582を通して容器 51外に出射 する。
出射光または蛍光を、受光部（図示せず）において受光する。混合液中の粒子が 沈降した後に、受光部において受光された光の強度に基づいて前記混合液の散乱 度または蛍光強度を求めることにより、攪拌によって生じた試料液と試薬との反応を 柳』定することができる。
[0059] 以上のように、本実施の形態に係る攪拌装置 50は、光入射部として機能する入射 光用窓 581および光出射部として機能する散乱光用窓 582を含む光学測定部 58を 備えているため、光学測定を行う際に、容器 51から上記混合液を別の光学セルへ移 し替える必要がなぐ攪拌によって生じる反応を速やかに分光測定することができる。 そのため測定時間をより短縮することができる。また、特に反応の過渡的な変化を測 定する場合に、タイムロスが少なぐ過渡的変化を確実に捉えることができる。さらに、 光学セルへ上記混合液を移し替えるための機構が不要なため、測定装置の構成を 簡略ィ匕することができる。
[0060] [実施の形態 6]
つぎに、本発明の実施の形態 6に係るセルを用いた攪拌装置を、図 6を参照しなが ら説明する。図 6は、本実施の形態に係る攪拌装置の構造を示す斜視図である。 本実施の形態に係る攪拌装置 60は、容器 61内に光を入射させるための光入射部 、および前記容器 61外に光を出射させるための光出射部を備えていること以外は、 上記実施の形態 2の攪拌装置と同じである。
ここで、容器 61の試料液保持部 63には試薬被覆粒子 62が保持され、試料液供給 口は、容器 61の開口部 64と、開口部 64と接続して容器 61の壁を貫通する管 65とで 構成されている。容器 61の外側に面する管 65の開口部 66の口径は、容器 61の内 側に面する管 65の開口部 67の口径よりも大きくなつている。
[0061] そして、容器 61の壁面には、光入射部として機能する入射光用窓 681および光出 射部として機能する散乱光用窓 682を含む光学測定部 68が設けられている。
入射光用窓 681および散乱光用窓 682は、実質的に平坦で光学的に透明な材料 であるポリスチレンにより構成されており、散乱光用窓 682の面は入射光用窓 681の 面に対して実質的に垂直な位置に配置されて 、る。
[0062] 本実施の形態によれば、上記実施の形態 2と同様の作用効果が得られるが、さらに 、光学測定を容易かつ確実に行うことができる。
試料液を容器 61内に供給してカゝら所定時間経過後、光源（図示せず)から光を、 入射光用窓 681に対してほぼ垂直に照射する。入射光は、入射光用窓 681から容 器 61内に入射し、容器 61内に収容されて ヽる試料液と試薬との混合液内で散乱し て、散乱光が散乱光用窓 682を通して容器 61外に出射する。もしくは、入射光に起 因して前記混合液内で発生した蛍光が、散乱光用窓 682を通して容器 61外に出射 する。
出射光または蛍光を、受光部（図示せず）において受光する。混合液中の粒子が 沈降した後に、受光部において受光された光の強度に基づいて前記混合液の散乱 度または蛍光強度を求めることにより、攪拌によって生じた試料液と試薬との反応を 柳』定することができる。
[0063] 以上のように、本実施の形態に係る攪拌装置 60は、光入射部として機能する入射 光用窓 681および光出射部として機能する散乱光用窓 682を含む光学測定部 68を 備えているため、光学測定を行う際に、容器 61から上記混合液を別の光学セルへ移 し替える必要がなぐ攪拌によって生じる反応を速やかに分光測定することができる。 そのため測定時間をより短縮することができる。また、特に反応の過渡的な変化を測 定する場合に、タイムロスが少なぐ過渡的変化を確実に捉えることができる。さらに、 光学セルへ上記混合液を移し替えるための機構が不要なため、測定装置の構成を 簡略ィ匕することができる。
[0064] [実施の形態 7]
つぎに、本発明の実施の形態 7に係るセルを用いた攪拌装置を、図 7を参照しなが ら説明する。図 7は、本実施の形態に係る攪拌装置の構造を示す斜視図である。 本実施の形態に係る攪拌装置 70は、光学測定部の構成を変えた以外は、上記実 施の形態 3の攪拌装置と同じである。
ここで、容器 71の試料液保持部 73には試薬被覆粒子 72が保持され、試料液供給 口は、容器 71の開口部 74と、開口部 74と接続して容器 71の壁を貫通する管 75とで 構成されている。容器 71の外側に面する管 75の開口部 76の口径は、容器 71の内 側に面する管 75の開口部 77の口径よりも大きくなつている。
[0065] 上記実施の形態 3においては、容器 31に光学測定部 38が設けられている力 本 実施の形態においては、容器 71の上部開口部 71aに連結された有底筒状の光学測 定部 78が設けられている。この光学測定部 78の底部には上部開口部 71aに連通す る開口部が設けられており、光学測定部 78と容器 71との間で液体の移動が可能な ように構成されている。
光学測定部 78は、実質的に平坦で光学的に透明なポリスチレンで構成されている 。光学測定部 78を構成する面のうち、互いに対向する 2つの面力 それぞれ光入射 部である光学測定用窓 781、および光出射部である光学測定用窓 782として機能す る。
[0066] 本実施の形態によれば、上記実施の形態 3と同様の作用効果が得られる。さらに、光 学測定部の形状を本実施の形態のような構成にすることによって、容器壁面の一部 分に対して、光学的に透明になるように特殊な加工、研磨をする必要がなぐ装置の 構成が容易となる。例えば、底部に穴を開けた市販の光学セルの下部に、試料液ま たは試薬を入れるための開口部と試料液保持部とを持つ容器を接合することによつ て形成することもできる。また、このようにすると、市販の分光測定機器のセルホルダ 一に対して適合するものを構成可能であるため、汎用性の高 、光学測定可能なセル を提供することができる。
[0067] なお、本実施の形態では、光学測定部を構成する面のうち、互いに対向する 2つの 面力 それぞれ光入射部である光学測定用窓、及び光出射部である光学測定用窓 として機能する場合について説明したが、それに限らず、光学測定部を構成する面 のうち、互いに直交する 2つの面力 それぞれ光入射部である光学測定用窓、及び 光出射部である光学測定用窓として機能するようにしてもよい。また、光学測定用窓 の数は 2つに限らず、 3つ以上であってもよい。
[0068] [実施の形態 8]
つぎに、本発明の実施の形態 8に係るセルを用いた攪拌装置を、図 8を参照しなが ら説明する。図 8は、本実施の形態に係る攪拌装置の構造を示す斜視図である。 本実施の形態に係る攪拌装置 80は、光学測定部の構成を変えた以外は、上記実 施の形態 4の攪拌装置と同じである。
ここで、容器 81の試料液保持部 83には試薬被覆粒子 82が保持され、試料液供給 口は、容器 81の開口部 84と、開口部 84と接続して容器 81の壁を貫通する管 85とで 構成されている。容器 81の外側に面する管 85の開口部 86の口径は、容器 81の内 側に面する管 85の開口部 87の口径よりも大きくなつている。
[0069] 上記実施の形態 4においては、容器 41に光学測定部 48が設けられている力 本 実施の形態においては、容器 81の上部開口部 81aに連結された有底筒状の光学測 定部 88が設けられている。この光学測定部 88の底部には上部開口部 81aに連通す る開口部が設けられており、光学測定部 88と容器 81との間で液体の移動が可能な ように構成されている。
[0070] 光学測定部 88は、実質的に平坦で光学的に透明なポリスチレンで構成されている 。光学測定部 88を構成する面のうち、互いに対向する 2つの面力 それぞれ光入射 部である光学測定用窓 881、および光出射部である光学測定用窓 882として機能す る。
本実施の形態によれば、上記実施の形態 4と同様の作用効果が得られる。さらに、 光学測定部の形状を本実施の形態のような構成にすることによって、容器壁面の一 部分に対して、光学的に透明になるように特殊な加工、研磨をする必要がなぐ装置 の構成が容易となる。例えば、底部に穴を開けた市販の光学セルの下部に、試料液 または試薬を入れるための開口部と試料液保持部とを持つ容器を接合することによ つて形成することもできる。また、このよう〖こすると、市販の分光測定機器のセルホル ダーに対して適合するものを構成可能であるため、汎用性の高い光学測定可能なセ ルを提供することができる。
[0071] なお、本実施の形態では、光学測定部を構成する面のうち、互いに対向する 2つの 面力 それぞれ光入射部である光学測定用窓、及び光出射部である光学測定用窓 として機能する場合について説明したが、それに限らず、光学測定部を構成する面 のうち、互いに直交する 2つの面力 それぞれ光入射部である光学測定用窓、及び 光出射部である光学測定用窓として機能するようにしてもよい。また、光学測定用窓 の数は 2つに限らず、 3つ以上であってもよい。
[0072] [実施の形態 9]
つぎに、本発明の実施の形態 9に係るセルを用いた攪拌装置 (分析装置)を、図 9 および 10を参照しながら説明する。図 9は、本実施の形態に係る分析装置の構造を 示す概略斜視図である。また、図 10は、図 9に示す分析装置 100の動作を説明する ための図である。
本実施の形態に係る分析装置 100は、筐体 91と、プランジャー 92を具備するシリ ンダ一で構成された攪拌装置 (本発明のセルに相当） 99とを含み、攪拌装置 99は筐 体 91内に備えられている。また、上記シリンダーは横断面が矩形であり、各側面部分 が入射光用窓 933、透過光用窓 931および散乱光用窓 932の役割を果たしている。 また、上記シリンダーの下部は次第に細くなるテーパ状となっており、先端の開口部 が試料液供給口 98の役割を果たす。
[0073] そして、筐体 91内における攪拌装置 99の側面部分には、光源 95、透過光検出用 ディテクター 941および散乱光検出用ディテクター 942が備えられている。透過光検 出用ディテクター 941および散乱光検出用ディテクター 942には、それぞれ可視測 光用フォトダイオードを使用する。
また、透過光用窓 931の面が入射光用窓 933の面に対して平行になるように、かつ 散乱光用窓 932の面が入射光用窓 933の面に対して垂直になるように、透過光用窓 931、散乱光用窓 932および入射光用窓 933を配する。
[0074] 攪拌装置 99内には試料液供給口 98に
、試料液中に含まれる被測定対象物と抗原抗体反応を生じる免疫反応性物質を含 む免疫反応測定用試薬を被覆した試薬被覆粒子 96を配置する。
[0075] 入射光用窓 933、透過光用窓 931および散乱光用窓 932は、実質的に平坦で光 学的に透明なポリスチレンで作製する。また、光源 95に対して、入射光用窓 933の 面は垂直になるように配置されており、透過光検出用ディテクター 941の検出面およ び散乱光検出用ディテクター 942の検出面力 それぞれ、透過光用窓 931および散 乱光用窓 932に対して垂直になるように設定する。
攪拌装置 99のその他の部分はポリプロピレンで作製する。また、試薬被覆粒子 96 としては、上記実施の形態 1と同様のものを用いる。
[0076] 続いて、図 10を用いて、本実施の形態における分析装置 100の動作について説 明する。図 10の（a)に示すように、まず、ビーカー 102中の試料液 101に試料液供 給口 98を漬け、プランジャー 92を上方に引くと、試料液 101が試料液供給口 98から 流入し、その流動によって試薬被覆粒子 96が巻き上がる。これにより、攪拌装置 99 内において試料液 101中に懸濁されるとともに、試薬被覆粒子 96の動きによって、 試薬被覆粒子 96の表面に被覆された試薬が試料液 101中に溶解する。
そして、図 10の（b)に示す位置までプランジャー 92を引っ張って止めると、試薬被 覆粒子 96の浮遊は、入射光用窓 933、透過光用窓 931、散乱光用窓 932の位置に まで及ぶ。
[0077] しかし、試薬被覆粒子 96から試薬が溶解した後の粒子は、比重が大きいため、図 1 0の（c)および (d)に示すように、入射光用窓 933、透過光用窓 931、散乱光用窓 93 2の位置より下に次第に沈降する。これにより、試料液 101中の被測定対象物と試薬 との抗原抗体反応により生じる濁りを光学的に測定することができる。
粒子が沈降した後、光源 95からの光を、入射光用窓 933に対してほぼ垂直に照射 する。入射光用窓 933から入射した光は、試料液と試薬との混合液を透過する。この とき、直進性の高い光は透過光用窓 931を通して出射し、透過光検出用ディテクタ 一 941において受光される。また、前記混合液中の反応物により散乱された光は、散 乱光用窓 932を通して出射し、散乱光検出用ディテクター 942において受光される。
[0078] 透過光検出用ディテクター 941および散乱光検出用ディテクター 942で受光された 光の強度に基づき、試料液と試薬との間で生じた反応を測定することができる。 透過光検出用ディテクター 941によって求められる吸光度または濁度、および散乱 光検出用ディテクター 942によって求められる散乱光強度を、試料液と試薬との反応 指標として用いることができる。試料液と試薬との反応を測定するために、いずれの 指標を用いてもよいが、上記反応による濁りの度合いが低い場合は、散乱光強度を 求める方がより高感度な測定が可能である。
[0079] なお、本実施の形態においては、攪拌装置 99を他の攪拌装置に代えることも可能 である。例えば、図 11に示す構造を有する攪拌装置 110を用いることも可能である。 図 11に示す攪拌装置 110は、図 7に示した本発明の実施の形態 7に係る攪拌装置 の上部に蓋 119aを配置し、蓋 119aに開口部 119bを設け、開口部 119bに漏斗状 のガイド 119cを設けられたものである。ガイド 119cにはプランジャー 92が接続される また、同様に図 3— 8に示した攪拌装置の上部に蓋、開口部および漏斗状のガイド を設けて得られる攪拌装置を用いてもょ ヽ。
[0080] 以上のように、本実施の形態の分析装置 100によれば、攪拌装置 99をプランジャ 一 92に装着することによって、試料液のサンプリングと同時に迅速かつ簡便に試料 液と試薬とを混合'撹拌することができる。
また、本実施の形態においては、攪拌装置 99に入射光用窓 933、透過光用窓 93 1および散乱光用窓 932を設けるとともに、光源 95に対して入射光用窓 933を垂直 になるように配置し、透過光検出用ディテクター 941および散乱光検出用ディテクタ 一 942の検出面の向きを、それぞれ透過光用窓 931および散乱光用窓 932に対し て垂直に配置している。
そのため、試料液と試薬とを混合'攪拌して得られる混合液を用いて、速やかに抗 原抗体反応を分光測定することができる、測定時間をより短縮することができる。また 、特に反応の過渡的な変化を測定する場合に、タイムロスが少なぐ過渡的変化を確 実に捉えることができる。さらに、光学セルへ上記混合液を移し替えるための機構が 不要であり、測定装置の構成を簡略ィ匕することができる。
産業上の利用可能性
[0081] 本発明に係る攪拌方法およびセルは、簡易な構成で迅速かつ簡便に試料液と試 薬とを撹拌することができる。そのため、本発明は、血液や尿等の試料液を化学的に 分析する臨床検査等で用いられる免疫化学分析検査装置や生化学分析装置等の 検査装置 (特に POCT検査機器)等にぉ 、て有用である。

Claims

請求の範囲
[1] 被測定対象物を含む試料液と試薬とを攪拌する方法であって、
(A)複数の粒子および前記試薬を有する試料液保持部と、試料液供給口とを備えた セルを用い、前記試料液供給口から前記試料液保持部に、被測定対象物を含む試 料液を供給する工程、および
(B)前記試料液の供給によって前記試料液保持部内にお!/ヽて生じた前記試料液の 流動に伴う前記粒子の動きにより、前記試料液と前記試薬とを攪拌し、前記試料液と 前記試薬と前記粒子とを含む混合液を得る工程を含む、攪拌方法。
[2] 前記試薬が、前記試料液中に含まれる被測定対象物質と特異的に結合可能な特異 結合物質を含む、請求項 1記載の攪拌方法。
[3] 前記混合液において、前記粒子の少なくとも表面の電荷と前記特異結合物質の電 荷とが同じ極性を有する、請求項 2記載の攪拌方法。
[4] 前記工程 (B)における前記試料液の流動が、前記試料液保持部の内壁面に沿う 旋回流である請求項 1記載の攪拌方法。
[5] 複数の粒子および試薬を有する試料液保持部と、試料液供給口とを備え、
前記粒子が、前記試料液供給口から前記試料液保持部内に供給された試料液の 流動に伴って移動可能に前記試料液保持部に保持されており、
前記粒子の移動により
前記試料液と前記試薬とが攪拌される、セル。
[6] 前記試薬が、前記試料液中に含まれる被測定対象物質と特異的に結合可能な特異 結合物質を含む、請求項 5記載のセル。
[7] 前記試料液の供給により得られた前記試料液と前記試薬と前記粒子とを含む混合液 において、前記粒子の少なくとも表面の電荷と、前記特異結合物質の電荷とが同じ 極性を有するように、前記粒子及び前記特異結合物質が調整されている、請求項 6 に記載のセル。
[8] 前記試薬が緩衝剤をさらに含み、
前記混合液において、前記粒子の少なくとも表面の電荷と、前記特異結合物質の 電荷とが同じ極性を有するように、前記緩衝剤が前記混合液の pHを調整する、請求 項 7記載のセル。
[9] 前記試薬が前記試料液に溶解するように、前記粒子が前記試薬により被覆されて いる請求項 5記載のセル。
[10] 前記粒子に、前記特異結合物質が前記粒子に吸着することを阻害する物質が担 持されて!、る請求項 6記載のセル。
[11] 前記粒子に、前記被測定対象物と前記特異結合物質との反応を阻害する物質を 吸着する物質が担持されて ヽる請求項 6記載のセル。
[12] 前記試料液供給口の外側の開口部の口径が、前記試料液供給口の内側の開口 部の口径よりも大きい、請求項 5記載のセル。
[13] 前記試料液保持部に光を入射させるための光入射部、および前記試料液保持部 力 光を出射させるための光出射部を備える請求項 5記載のセル。
[14] 請求項 13記載のセルを保持するセル保持部、
前記セルの前記試料液供給口を通して前記試料液保持部に前記試料液を供給す るための試料液供給部、
前記セルの前記光入射部に入射する光を出射するための光源、および 前記セルの前記光出射部力 出射した光を検出するための光検出部を備え、 前記光検出部において検出された光に基づいて、試料液中の被測定対象物を測 定するための測定装置。
[15] 請求項 2記載の攪拌方法に加えて、
さらに、前記試料液保持部に光を入射させるための光入射部、および前記試料液 保持部から光を出射させるための光出射部を備えたセルを用い、
(C)前記光入射部を通して前記保持部内に光を入射させる工程、
(D)前記光出射部を通して前記保持部外に出射した光を検出する工程、および
(E)前記混合液中の前記粒子が沈降した後に検出された前記光に基づいて、前 記試料液中に含まれる被測定対象物質を測定する工程を含む、測定方法。
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