WO2007077684A1 - 反応容器及び分析装置 - Google Patents

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WO2007077684A1
WO2007077684A1 PCT/JP2006/322753 JP2006322753W WO2007077684A1 WO 2007077684 A1 WO2007077684 A1 WO 2007077684A1 JP 2006322753 W JP2006322753 W JP 2006322753W WO 2007077684 A1 WO2007077684 A1 WO 2007077684A1
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reaction
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reaction vessel
reagent
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Miyuki Murakami
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Olympus Corporation
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    • G01N2035/00534—Mixing by a special element, e.g. stirrer
    • G01N2035/00554—Mixing by a special element, e.g. stirrer using ultrasound

Definitions

  • the present invention relates to a reaction vessel and an analyzer.
  • an analyzer stirs a liquid held in a reaction vessel using sound waves generated by sound wave generation means provided outside (see, for example, Patent Document 1).
  • Patent Document 1 Japanese Patent No. 3168886
  • the reaction vessel used in the analyzer is a rectangular column-shaped container called a cuvette, and has an opening at the top.
  • a reaction container has a viewpoint of reducing the burden on the subject
  • the amount of the liquid becomes a small amount of several to several tens / z L
  • the size of the reaction container is reduced, a photometric area for analysis is secured, so that the area of the opening for introducing a liquid containing a specimen, a reagent, a cleaning liquid, and the like becomes relatively small.
  • the liquid is dropped into the opening of the miniaturized reaction container by liquid dispensing or the like, there is a problem that the liquid sticks to the opening due to surface tension and it is difficult to introduce the liquid into the container.
  • the present invention has been made in view of the above, and includes a reaction vessel in which liquid can be easily introduced even when it is miniaturized and dispensed and washed, and an analyzer in which liquid is easily introduced from the reaction vessel.
  • the purpose is to provide.
  • one aspect of the reaction container of the present invention is a reaction container that holds a liquid that is agitated by sound waves, and serves as a lead-in / out port for the liquid.
  • a holding member having two openings and the two openings, and a sound wave generating means for holding a liquid between the openings and irradiating a sound wave for stirring the liquid between the openings.
  • One aspect of the reaction container of the present invention is characterized in that, in the above-mentioned invention, the two openings are arranged to face each other.
  • the holding member is arranged in a lead straight direction, and the one opening arranged in a vertically downward direction is a vertical direction.
  • the area is smaller than that of the other opening disposed above.
  • the holding member is configured such that the vertical component of the surface tension of the liquid is greater than or equal to gravity acting on the held liquid. It has a corner.
  • reaction container of the present invention is characterized in that, in the above invention, the holding member is introduced with the liquid by capillary pressure from the opening.
  • one aspect of the reaction container of the present invention is characterized in that, in the above invention, the holding member discharges the liquid with an opening force different from the introduced opening.
  • the holding member has at least two parallel side walls that define an optical path length of light passing through the held liquid.
  • the inner surface of the holding member has higher affinity with the liquid than other portions of the holding member.
  • the sound wave generating means is provided so as to be detachable from the holding member by a contact means.
  • the sound wave generating means is a surface acoustic wave element.
  • one embodiment of the analyzer of the present invention is to stir and react a plurality of different liquids and measure the optical characteristics of the reaction liquid.
  • the analysis apparatus for analyzing the reaction liquid is characterized in that the reaction liquid is stirred and reacted with the plurality of different liquids, and the reaction liquid is optically analyzed.
  • the analyzer further includes a discharge unit that discharges the liquid held in the holding member, and the discharge unit is provided between the plurality of reaction vessels. It is characterized by sharing the exit means.
  • the discharge unit is a pressure application unit that discharges the liquid held by the holding member by fluid pressure.
  • the reaction container of the present invention has an effect that the liquid can be easily introduced because the holding member has two openings serving as the liquid introduction / discharge ports.
  • the analysis apparatus of the present invention uses the reaction vessel, it is easy to introduce the liquid, and the introduced liquid is discharged by the fluid pressure. There is an effect that generation can be suppressed.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an automatic analyzer according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the reaction container of Embodiment 1 together with a schematic configuration diagram of a part of a reaction wheel and a stirring device.
  • FIG. 3 is a side view showing a reagent dispensed on an affinity region of a recess provided in a reaction wheel by a reagent dispensing mechanism.
  • FIG. 4 is a side view showing a cross-section of a liquid held in a hemispherical shape on the affinity region on the bottom of the recess and a reaction vessel inserted into the recess.
  • FIG. 5 is a side view showing the liquid introduced into the opening cover of the holding member by surface tension as the reaction container is inserted into the recess.
  • Fig. 6 is a side view schematically showing a state in which the liquid held by the holding member of the reaction vessel is measured with a light beam emitted from the light source force.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing the arrangement of the holding member and the pressure nozzle when the reaction liquid held by the holding member of the reaction vessel is discharged using the pressure nozzle.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing a state in which the reaction liquid held by the holding member is discharged by the pressurized air discharged from the pressure nozzle.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing a state in which the cleaning liquid flows down the holding member from which the reaction liquid has been discharged.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing a first modification of the holding member used in the reaction container of the first embodiment.
  • FIG. 11 is a perspective view showing a second modification of the holding member used in the reaction container of the first embodiment.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of the reaction vessel shown in FIG.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing another modification of the reaction vessel shown in FIG. 11.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view showing a third modification of the holding member used in the reaction container of the first embodiment.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view showing a fourth modification of the holding member used in the reaction container of the first embodiment.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view of a concave portion of a reaction wheel showing a modified example in which electric power is supplied to a surface acoustic wave element by a contactor together with a schematic configuration diagram of a stirring device.
  • FIG. 17 is a front view showing another example of the surface acoustic wave device used in the reaction vessel shown in FIG.
  • FIG. 18 is a perspective view showing the reaction vessel of the second embodiment together with a part of the reaction wheel and the schematic configuration of the stirring device.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view showing a state in which a reagent is dispensed to the holding member of the reaction container according to the second embodiment.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view showing an initial state in which a reagent is dispensed to the holding member of FIG. 21]
  • FIG. 21 is a cross-sectional view showing a state where the reagent dispensed to the holding member and the specimen are agitated.
  • FIG. 22 is a cross-sectional view showing a state in which photometry is performed on a reaction solution obtained by stirring and reacting a reagent and a specimen.
  • FIG. 23 is a block diagram showing the configuration of the automatic analyzer according to the third embodiment with a reaction vessel and a reaction table taken in cross section.
  • FIG. 24 is a plan view showing a part of a reaction table used in the automatic analyzer shown in FIG. 23 together with a surface acoustic wave element and its driving device.
  • FIG. 25 is a diagram showing a reaction table holder and reaction vessel constituting the automatic analyzer of FIG.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the arrangement of surface acoustic wave elements.
  • FIG. 26 is a cross-sectional view showing the arrangement of the reaction table holder, reaction vessel and surface acoustic wave element constituting the automatic analyzer of FIG. 23, and the acoustic matching liquid dropped on the surface acoustic wave element. .
  • FIG. 27 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 26, showing a state in which the surface acoustic wave element is brought into contact with the side wall of the reaction vessel through a contact window formed in the holder.
  • FIG. 28 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 26 showing a modification of the holder.
  • FIG. 29 is a perspective view showing a reaction container in the fourth embodiment.
  • FIG. 30 is a perspective view showing the reaction container of FIG. 29 together with a holder for holding the reaction container.
  • FIG. 31 is a front view of the surface acoustic wave device used in the reaction vessel shown in FIG. 29.
  • FIG. 32 is a perspective view showing a modification of the reaction container in the fourth embodiment.
  • FIG. 33 is a diagram showing a schematic configuration for supplying electric power for driving the vibrator to the surface acoustic wave device by radio in the reaction container shown in FIG. 32.
  • FIG. 34 is a front view showing a modified example of the surface acoustic wave device used in the reaction container of the fourth embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing the automatic analyzer according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the reaction vessel of the first embodiment together with a part of the reaction wheel and a schematic configuration diagram of the stirring device.
  • FIG. 3 is a side view showing the reagent dispensed onto the affinity region of the recess provided in the reaction wheel by the reagent dispensing mechanism.
  • the automatic analyzer 1 includes a sample table 3, a sample dispensing mechanism 5, a reaction wheel 6, a photometric unit 10, a cleaning device 11, a reagent dispensing mechanism 12, a reagent on a work table 2.
  • a table 13 and an insertion mechanism 23 are provided, and a drive device 20 is provided.
  • the sample table 3 is rotated in the direction indicated by the arrow by the driving means, and a plurality of storage chambers 3a are provided on the outer periphery at equal intervals along the circumferential direction. .
  • a sample container 4 containing a sample is detachably stored in each storage chamber 3a.
  • the sample dispensing mechanism 5 is a means for dispensing a sample to the center of the recess 6a formed in the reaction wheel 6. As shown in Fig. 1, the sample dispensing mechanism 5 dispenses samples from a plurality of sample containers 4 on the sample table 3. Dispense sequentially into the recess 6a.
  • the reaction wheel 6 is rotated in a direction indicated by an arrow by a driving means different from the sample table 3, and a recess 6a disposed on the outer periphery at equal intervals along the circumferential direction.
  • the reaction wheel 6 has openings 6b (see FIG. 2) through which light is transmitted on both sides in the radial direction in each recess 6a.
  • an affinity region Ra (FIG. 3) is formed by applying affinity treatment to a liquid such as a specimen or a reagent at the center of the bottom surface and applying non-affinity treatment to other portions.
  • the reaction container 7 for reacting the specimen with the reagent is detachably inserted by the insertion mechanism 23.
  • the reaction wheel 6 rotates clockwise for one cycle (one reaction vessel per round) for Z4, and rotates counterclockwise for one of the recesses 6a for four cycles.
  • a photometric unit 10 and a cleaning device 11 are provided in the vicinity of the reaction wheel 6, .
  • the reaction vessel 7 is a very small vessel having a capacity of several nL to several tens / zL, and includes a holding member 8 and a surface acoustic wave element 9 as shown in FIG.
  • the holding member 8 is a transparent material that transmits 80% or more of the light contained in the analysis light (340 to 800 nm) emitted from the photometry unit 10, for example, glass containing heat-resistant glass, annular olefin, polystyrene, etc.
  • the synthetic resin is used.
  • the holding member 8 is a rectangular tube-shaped holding member that has openings 8c disposed opposite to both ends in the longitudinal direction of the side wall 8a and the side wall 8b, and holds liquid between the openings 8c.
  • the side walls 8a and 8b are a pair of walls that are parallel to each other.
  • the holding member 8 is disposed in the recess 6a with the side wall 8a facing the radial direction of the reaction wheel 6 and the side wall 8b facing the circumferential direction of the reaction wheel 6.
  • the holding member 8 is formed so that the area of the opening 8c disposed on the lower side is 0.1 to 20 mm 2 so that the liquid dispensed into the recess 6a is introduced into the interior by capillary pressure.
  • the inner surface is subjected to affinity treatment for liquids such as specimens and reagents as necessary.
  • opening 8c is more preferably, L ⁇ 15mm 2, most preferably from 3 to 10 m m 2.
  • the holding member 8 is used as a window 8d (see FIG. 2) through which the lower side of the side wall 8a transmits analysis light.
  • the holding member 8 has a vertical component magnitude of the surface tension T on which the held liquid force acts (
  • the contact angle between the holding member 8 and the held liquid is ⁇
  • the liquid and the holding part The length along the circumferential direction at the gas-liquid interface with the material 8 is L, the density of the liquid is p, the acceleration of gravity is g, the length of the liquid held in the holding member 8 is H, and the holding member 8 is Let S be the horizontal cross-sectional area of the retained liquid. If the holding member 8 has such a contact angle ⁇ , the surface tension becomes greater than or equal to gravity, and thus the liquid can be held.
  • the surface acoustic wave element 9 is a sound wave generating means for stirring the liquid by sound waves (elastic waves) and stirring the liquid introduced by capillary pressure.
  • the surface acoustic wave element 9 is attached to the side wall 8b of the holding member 8 through an acoustic matching layer such as an epoxy resin as shown in FIG.
  • the surface acoustic wave element 9 includes a vibrator 9b and an antenna 9c formed as a comb electrode (IDT) on a piezoelectric substrate 9a made of lithium niobate (LiNb03) or the like.
  • the surface acoustic wave element 9 is attached to the side wall 8b adjacent to these, avoiding the side wall 8a where the analysis light emitted from the light source 10a of the photometry unit 10 enters or exits.
  • the photometric unit 10 is a photometric unit provided at a position facing the radial direction across the recess 6a, and analyzes light (340 to 340) for analyzing the liquid held in the reaction vessel 7.
  • a light source 10a that emits (800 nm), and a light receiver 10b that spectrally analyzes and receives the analysis light transmitted through the liquid.
  • the cleaning device 11 includes a moving means for the reaction vessel 7, a liquid discharging means, and a cleaning liquid dispensing means.
  • the cleaning device 11 moves the reaction vessel 7 after photometry to the liquid disposal position, discharges the liquid after photometry by the pressurized air discharged by the discharge means, holds the reaction vessel 7 and holds the reaction wheel 6 Dispense the cleaning solution into the recess 6a.
  • the amount of the cleaning solution dispensed should be slightly larger than the liquid held in the reaction vessel 7 at the time of photometry.
  • the cleaning device 11 returns the reaction container 7 from which the liquid has been discharged to the recess 6a into which the cleaning liquid has been dispensed, and introduces the cleaning liquid into the reaction container 7 by capillary pressure.
  • the cleaning device 11 repeats this operation a plurality of times to clean the bottom surfaces of the reaction vessel 7 and the recess 6a.
  • the reaction container 7 washed in this way is used again for analysis of a new specimen.
  • the reagent dispensing mechanism 12 is a means for dispensing the reagent into the recess 6a formed in the reaction wheel 6. As shown in Fig. 1, the reagent is sequentially dispensed from the predetermined reagent container 14 of the reagent table 13 into the recess 6a. Dispense into.
  • the reagent table 13 is different from the sample table 3 and the reaction wheel 6.
  • a plurality of storage chambers 13a which are rotated in the direction indicated by the arrows by the driving means and formed in a fan shape are provided along the circumferential direction.
  • the reagent container 14 is detachably stored in each storage chamber 13a.
  • Each of the plurality of reagent containers 14 is filled with a predetermined reagent corresponding to the inspection item, and a barcode label (not shown) for displaying information on the stored reagent is attached to the outer surface.
  • the control unit 16 includes a sample table 3, a sample dispensing mechanism 5, a reaction wheel 6, a light receiver 10b, a cleaning device 11, a reagent dispensing mechanism 12, a reagent table 13, a reading device 15, an analysis unit 17, an input unit 18,
  • a microcomputer or the like that is connected to the display unit 19 and the driving device 20 and has a storage function for storing analysis results is used.
  • the control unit 16 controls the operation of each part of the automatic analyzer 1, and stops the analysis work when the reagent lot, expiration date, etc. are outside the installation range based on the read information of the bar code label. Control the automatic analyzer 1 or warn the operator.
  • the analysis unit 17 is connected to the light receiver 10b via the control unit 16, and analyzes and analyzes the absorbance concentration of the liquid in the reaction container 7 based on the amount of light received by the light receiver 10b, and the like. The result is output to the control unit 16.
  • the input unit 18 is a part that performs an operation of inputting inspection items and the like to the control unit 16, and for example, a keyboard, a mouse, or the like is used.
  • the display unit 19 displays analysis contents and alarms, and a display panel or the like is used.
  • the driving device 20 drives the surface acoustic wave element 9, and includes a power transmission body 21 that transmits power to the surface acoustic wave element 9, as shown in FIG.
  • the power transmission body 21 includes an RF transmission antenna 21a, a drive circuit 21b, and a controller 21c.
  • the power transmission body 21 transmits power supplied from the RF transmission antenna 21a to the surface acoustic wave element 9 as radio waves from a high-frequency AC power supply of several MHz to several hundred MHz.
  • the RF transmitting antenna 21a is attached to the inner surface of the recess 6a of the reaction wheel 6. For this reason, the drive device 20 outputs the supplied power to a specific RF transmission antenna 21a from among the plurality of RF transmission antennas 21a, for example, by switching a switch controlled by the controller 21c.
  • the Switch to The drive circuit 21b has an oscillation circuit that can change the oscillation frequency based on a control signal from the controller 21c, and outputs a high-frequency oscillation signal of several tens to several hundreds of MHz to the RF transmission antenna 21a. .
  • the controller 21c controls the operation of the drive circuit 2 lb. For example, the characteristics (frequency, intensity, phase, wave characteristics) and waveform (sine wave, triangle wave, rectangular wave, burst wave) of the surface acoustic wave element 9 are generated. Etc.) or modulation (amplitude modulation, frequency modulation), etc.
  • the controller 21c can switch the frequency of the oscillation signal oscillated by the drive circuit 21b according to the built-in timer.
  • the insertion mechanism 23 grips the reaction vessel 7 disposed in the recess 6a of the reaction wheel 6. As shown in Fig. 1, the insertion mechanism 23 reacts to an arm 23a that moves up and down and is rotatable in the horizontal direction. A chuck for holding the container 7 is provided. The insertion mechanism 23 grips the reaction container 7 disposed in the recess 6a when temporarily dispensing a sample or reagent, temporarily moves it to the retracted position, and after dispensing, moves the moved reaction container 7 to the original recess. Return to 6a.
  • the automatic analyzer 1 configured as described above moves the reaction vessel 7 that moves along the circumferential direction by the rotation of the reaction wheel 6 under the control of the control unit 16 to the reagent dispensing position. Move them sequentially to the retracted position.
  • the nozzle 12a of the reagent dispensing mechanism 12 sequentially dispenses the reagent R from the predetermined reagent container 14 of the reagent table 13 in the center of each recess 6a. (See Fig. 3).
  • the reagent R is dropped onto the affinity region Ra of the recess 6a as shown in FIG.
  • the dropped reagent forms a hemispherical droplet in the affinity region Ra and is retained in the affinity region Ra. .
  • the automatic analyzer 1 After dispensing the reagent, the automatic analyzer 1 rotates the reaction wheel 6 under the control of the control unit 16, and moves the recess 6a into which the reagent has been dispensed to the vicinity of the sample dispensing mechanism 5. . Next, the automatic analyzer 1 drives the sample dispensing mechanism 5 under the control of the control unit 16, and dispenses the sample from the predetermined sample container 4 to the recess 6a. As a result, the reagent scale on the affinity region Ra and the sample dispensed become pseudo hemispherical liquid L and are retained in the affinity region Ra (see FIG. 4).
  • the automatic analyzer 1 rotates the reaction wheel 6 under the control of the control unit 16, and inserts the recess 6a holding the liquid L in the vicinity of the insertion mechanism 23. Move to Move. Next, under the control of the control unit 16, the automatic analyzer 1 grips the reaction vessel 7 that has been moved to the retracted position by the insertion mechanism 23 and moves it to the recess 6a, where the recess 6a into which the reagent and the sample are dispensed is stored. Insert the reaction vessel 7 from above into the bottom and place it on the bottom.
  • the reaction container 7 is inserted into the recess 6a, so that the lower opening 8c comes into contact with the upper part of the pseudo hemispherical liquid L as shown in FIG. Then, since the reaction container 7 has an affinity treatment for the liquid in the inside of the opening 8c where the area is small, the liquid L easily flows from the opening 8c into the holding member 8 by capillary pressure as shown in FIG. To be introduced.
  • the automatic analyzer 1 inserts the reaction vessel 7 into the recess 6 a by the insertion mechanism 23 and places it on the bottom surface, and then drives the surface acoustic wave element 9 by the drive unit 20 under the control of the control unit 16. Move. As a result, the reaction vessel 7 leaks into the liquid held by the surface elastic wave generated by the vibrator 9b of the surface acoustic wave element 9, and the liquid L is stirred by the leaked sound wave. As a result, the liquid L becomes the reaction liquid Lr by the reaction between the reagent and the sample.
  • the automatic analyzer 1 stirs the liquid L in this way to obtain a reaction liquid Lr, and then rotates the reaction wheel 6 under the control of the control unit 16 to hold the reaction container 7 holding the reaction liquid. Move it.
  • the reaction liquid Lr held by the light beam BL emitted from the light source 10a is measured as shown in FIG.
  • the automatic analyzer 1 drives the cleaning device 11 under the control of the control unit 16, moves the reaction vessel 7 after photometry to the liquid disposal position, and then performs the reaction after photometry.
  • the liquid is discharged, the reaction vessel 7 is held, and the cleaning liquid is dispensed into the recess 6 a of the reaction wheel 6.
  • the automatic analyzer 1 returns the reaction vessel 7 from which the reaction solution has been discharged to the recess 6a into which the washing solution has been dispensed by the washing device 11, and introduces the washing solution into the reaction vessel 7 by capillary pressure. .
  • the automatic analyzer 1 cleans the bottom surface of the recess 6a and the reaction vessel 7 by causing the cleaning device 11 to repeat this operation a plurality of times under the control of the control unit 16.
  • the reaction container 7 washed in this way is used again for analysis of a new specimen.
  • the holding member 8 introduces the liquid into the interior by capillary pressure, and retains the introduced liquid by the surface tension. Therefore, the area of the opening 8c is small. For this reason, when discharging the reaction solution Lr after photometry, the reaction vessel 7 discharges using the fluid pressure, for example, the pressure of pressurized air. Put out. That is, as shown in FIG. 7, the pressure nozzle Na that discharges the pressurized air Ap is disposed immediately above the opening 8c. Then, as shown in FIG. 8, the reaction vessel 7 discharges the photometric reaction solution Lr downward from the holding member 8 by the pressurized air Ap discharged from the pressurized nozzle Na. In this way, the reaction vessel 7 can quickly discharge the reaction liquid Lr, and does not insert pressurized nozzle Na into the interior! It can be used as a pressure nozzle Na.
  • the fluid pressure for example, the pressure of pressurized air.
  • the reaction vessel 7 of Embodiment 1 introduces liquid by capillary pressure from one opening 8c of the holding member 8. Therefore, even if the liquid is miniaturized, introduction of liquid accompanying dispensing, washing, etc. Is easy.
  • the automatic analyzer 1 uses the reaction vessel 7, it is easy to introduce the liquid, and the introduced liquid is discharged by the fluid pressure, so that it is easy to introduce and discharge the liquid and carry over. If the occurrence of the occurrence can be suppressed, the effect is achieved.
  • a suction nozzle may be used instead of the pressure nozzle.
  • the suction solution I can be quickly discharged from the reaction vessel 7 by sucking the suction tube I nozzle close to the lower part of the holding member 8 or near the upper part. In addition, since the waste liquid is sucked immediately, contamination inside the automatic analyzer 1 can be prevented.
  • the holding member 8 has openings 8c at both ends. For this reason, as shown in FIG. 9, the reaction vessel 7 can flow the cleaning liquid Lc into the holding member 8 using fluid pressure, and is generated in a conventional reaction vessel having a bottom wall. In addition, the poor cleaning at the four corners of the bottom can be eliminated to eliminate carryover, and the inside of the holding member 8 can be easily cleaned. At this time, when the reaction vessel 7 drives the surface acoustic wave element 9 for stirring, the leaked sound wave stirs the cleaning liquid Lc, so that the cleaning effect is improved.
  • the surface acoustic wave element 9 is attached to both of the pair of parallel side walls 8b facing each other of the holding member 8 as in the reaction container 7 shown in FIG.
  • the stirring efficiency of the liquid can be improved.
  • the reaction container of Embodiment 1 may have, for example, FIG. 11 and FIG. 12 as long as it has openings arranged oppositely at both ends of the holding member and holds the liquid between the openings.
  • a pair of parallel side walls 8b as shown in the reaction container 7 shown in FIG.
  • the inclined wall 8e may be used, and a holding member 8A in which the surface acoustic wave element 9 is attached to each of the inclined walls 8e may be used.
  • the holding member 8A has a lower opening 8c smaller in area than the upper opening 8f so that the liquid dispensed into the recess 6a of the reaction wheel 6 is introduced into the interior by capillary pressure.
  • the inner surface affinity treatment is performed with respect to liquid such as a specimen or a reagent.
  • liquid such as a specimen or a reagent.
  • each holding member described below is subjected to an affinity treatment for a liquid such as a specimen or a reagent on the inner surface without particular mention.
  • the reaction vessel 7 has an inclined portion P which has been chamfered so as to be narrowed inward by applying an upward force to the inner periphery of the lower opening 8c of the holding member 8A. May be formed.
  • the holding member 8A forms a passive valve by the inclined portion P, and the concave meniscus of the held liquid becomes steep, and the holding member 8A has a force to stay inside the reaction vessel 7 from the inclined portion P. Can be strong.
  • the reaction vessel of Embodiment 1 is provided with an upper wall 8g on the upper part of the side wall 8a and the inclined wall 8e, and an opening 8h is formed at the center of the upper wall 8g, as in the reaction vessel 7 shown in FIG.
  • the holding member 8B may be used.
  • the inclined wall 8e is formed so as to spread upward and the flange 8i protruding radially inward is provided at the lower part of the side wall 8a and the inclined wall 8e.
  • a holding member 8C in which a lower opening 8c is formed in the center of 8i may be used.
  • the automatic analyzer 1 of Embodiment 1 supplies power from the driving device 20 to the surface acoustic wave element 9 by the contact pin 21d provided on the inner surface of the concave portion 6a of the reaction wheel 6. You may make it supply.
  • the surface acoustic wave element 9 forms a contact pad 9d in contact with the contact pin 21d instead of the antenna 9c formed on the piezoelectric substrate 9a.
  • a plurality of comb teeth of the comb-shaped electrodes constituting the vibrator 9b are arranged concentrically with each other, and a plurality of comb teeth centers C (focal points) are vertically downward.
  • the comb teeth are formed so as to become shorter downward.
  • FIG. 18 is a perspective view showing the reaction container of Embodiment 2 together with a part of the reaction wheel and the schematic configuration of the stirring device.
  • the automatic analyzer 1 is the same as Embodiment 1 except that the shape of the recess is different from that of the recess 6a, the same components are described using the same reference numerals.
  • the reaction wheel 6 is provided with a recess 6d connected to the lower part of the recess 6c into which the holding member 8A of the reaction vessel 7 is inserted, and the lower side of the side wall facing in the circumferential direction is expanded toward the bottom wall.
  • the reaction wheel 6 is formed such that the shape of the recess 6c corresponds to the lower part of the holding member 8A. Therefore, in the reaction wheel 6, the holding member 8A is inserted into the recess 6c in a state where the lower opening 8c is separated from the bottom surface force of the recess 6c.
  • the automatic analyzer 1 configured as described above is provided on the holding member 8A of the reaction vessel 7 which moves along the circumferential direction by the rotation of the reaction wheel 6 under the control of the control unit 16.
  • the nozzle 12a of the reagent dispensing mechanism 12 sequentially dispenses the reagent R from a predetermined reagent container 14 of the reagent table 13 (see FIG. 19).
  • the reagent R immediately after dispensing closes the opening 8f in the upper part of the holding member 8A.
  • the holding member 8A has an inner surface subjected to affinity treatment for a liquid such as a specimen or a reagent, the reagent R that blocks the opening 8f is introduced into the interior by capillary pressure (see FIG. 21).
  • the automatic analyzer 1 After dispensing the reagent, the automatic analyzer 1 rotates the reaction wheel 6 under the control of the control unit 16, and moves the recess 6a into which the reagent has been dispensed to the vicinity of the sample dispensing mechanism 5. .
  • the automatic analyzer 1 drives the sample dispensing mechanism 5 under the control of the control unit 16, and dispenses the sample from the predetermined sample container 4 to the recess 6a. Then, the dispensed sample temporarily blocks the opening 8f, but, as in the case of Reagent R, it is guided to the inner surface that has been subjected to affinity treatment and introduced into the interior by capillary pressure. Combine with.
  • the automatic analyzer 1 drives the surface acoustic wave element 9 by the driving device 20 under the control of the control unit 16.
  • the vibrator 9b of the surface acoustic wave element 9 generates a surface acoustic wave (sound wave), and the surface acoustic wave (sound wave) Wa passes through the side wall 8e as shown in FIG. Leak inside.
  • the liquid in which the reagent and the sample are combined is stirred by the sound wave Wa leaking into the liquid in this way.
  • the liquid in which the reagent and the sample are combined becomes the reaction liquid Lr (see FIG. 21) by the reaction between the reagent and the sample.
  • the reaction vessel 7 is inserted into the reaction wheel 6 with the opening 8c below the holding member 8A separated from the bottom force of the recess 6c.
  • the liquid in which the reagent and the sample are combined only comes into contact with the inner surfaces of the side wall 8a and the inclined wall 8e.
  • the contact area of the reaction vessel 7 with the wall surface of the liquid held by the holding member 8A is reduced as compared with the reaction vessel having the bottom surface, the friction with the wall surface is reduced, so that the stirring efficiency is improved.
  • the automatic analyzer 1 stirs the liquid L in this way to obtain the reaction liquid Lr, and then rotates the reaction wheel 6 under the control of the control unit 16 to hold the reaction container 7 holding the reaction liquid. Move it.
  • the reaction liquid Lr held by the light beam BL emitted from the light source 10a is photometrically measured as shown in FIG.
  • the automatic analyzer 1 drives the cleaning device 11 under the control of the control unit 16, moves the reaction vessel 7 after photometry to the liquid disposal position, and then performs the reaction after photometry. After discharging the solution and returning the reaction vessel 7 to the recess 6c, the washing solution is dispensed to wash the reaction vessel 7. At this time, dispense the cleaning liquid and move it to the liquid disposal position at least once. The reaction vessel 7 washed in this way is used again for analysis of a new specimen. In addition, when the introduced liquid is led out, the reaction vessel 7 uses the fluid pressure as in the first embodiment.
  • the reaction vessel 7 of Embodiment 2 uses the holding member 8A, and introduces the liquid dispensed into one opening 8f of the holding member 8A into the inside by capillary pressure.
  • it is easy to introduce liquids for dispensing and cleaning.
  • the automatic analyzer 1 uses the reaction vessel 7, it is easy to introduce the liquid, and the introduced liquid is discharged by the fluid pressure. It is possible to suppress the occurrence of this.
  • FIG. 23 is a block diagram showing the configuration of the automatic analyzer according to the third embodiment, with the reaction vessel and the reaction table taken in cross section.
  • FIG. 24 is a plan view showing a part of a reaction table used in the automatic analyzer of FIG. 23 together with a surface acoustic wave element and its driving device.
  • the automatic analyzer 30 includes a specimen dispensing unit 31, a reagent dispensing unit 32, a reaction table 33, a surface acoustic wave device 36, a photometric unit 38, a control unit 39, and a stirring unit.
  • the sample dispensing unit 31 dispenses the sample stored in the sample storage unit 3 la into the reaction container 35 using the sample nozzle 31b.
  • the reagent dispensing unit 32 dispenses the reagent stored in the reagent storage unit 32a into the reaction container 35 through the reagent nozzle 32b.
  • the sample dispensing unit 31 and the reagent dispensing unit 32 are individually driven by driving means, and move in a two-dimensional direction along the surface above the outer periphery of the reaction table 33.
  • the reaction table 33 is rotated by a drive motor 34, and a plurality of concave holders 33a arranged along the circumferential direction are provided on the outer periphery.
  • the reaction vessel 35 is detachably accommodated in the holder 33a.
  • a contact window 33c having an opening force is formed at the center of the outer surface of the side wall 33b, and a photometric window 33e is formed below the side wall 33d adjacent to the side wall 33b.
  • the holder 33a is formed such that the side wall 33b forming the contact window 33c is inclined by 45 ° with respect to the radial direction.
  • a plurality of holders 33a are provided on the outer periphery of the reaction table 33 along the circumferential direction. In FIGS. Only one 33a is shown. Further, as shown in FIG. 23, the surface acoustic wave element 36 and the photometry unit 38 are the forces arranged at positions opposed to each other in the diameter direction of the reaction table 33. In FIG. In order to easily and easily show the arrangement with the photometry unit 38, the surface acoustic wave element 36 is arranged in the vicinity of the photometry unit 38 and drawn.
  • the reaction vessel 35 has the holding member 8 ⁇ ⁇ (see FIG. 13) according to Embodiment 1 which is a rectangular tube-shaped member that holds a small amount of liquid of several nL to several tens of ⁇ L between the openings 35a and 35b. It has a surface acoustic wave element 36 that is used and disposed in the vicinity.
  • the surface acoustic wave element 36 is means for stirring the liquid held in the reaction vessel 35 by sound waves (surface acoustic waves). As shown in FIGS. 24 to 26, a comb-shaped electrode is formed on the piezoelectric substrate 36a. (ID A vibrator 36b made of T) is formed and driven by the electric power supplied from the drive circuit 42 (see FIG. 23) of the stirring unit 40. Further, as shown in FIG. 23, the surface acoustic wave element 36 is connected to an arm 41a driven in the direction of an arrow by a motor 41, and the side wall of the reaction vessel 35 through a contact window 33c formed in the side wall 33b. Separated from 35c.
  • the surface acoustic wave element 36 is inclined and opposed to the side wall 35c of the reaction vessel 35 held by the holder 33a, and is held by the liquid storage part 37a of the liquid dispensing part 37 arranged near the upper part.
  • the acoustic matching fluid was dropped from the S nozzle 37b.
  • the photometry unit 38 is arranged to face the holder 33a in the radial direction of the reaction table 33, and analyzes light (340 to 800 nm) for analyzing the liquid held in the reaction vessel 35. ) (See FIG. 24), and a light receiver 38b that splits and receives the light beam transmitted through the liquid.
  • the reaction container 35 is transferred to a cleaning device and washed, and then used again for analysis of a new specimen.
  • control unit 39 is connected to the sample dispensing unit 31, the reagent dispensing unit 32, the drive motor 34, the liquid dispensing unit 37, the photometric unit 38, and the stirring unit 40.
  • a microcomputer or the like that incorporates a memory and a timer and stores the analysis results is used.
  • the control unit 39 controls the operation of each unit of the automatic analyzer 30, and analyzes the component concentration and the like of the specimen based on the transmitted light information output from the light receiver 38b.
  • the control unit 39 includes an input unit such as a keyboard and a mouse for performing operations for inputting inspection items and the like, a display panel for displaying analysis contents, alarms, and the like.
  • control unit 39 when controlling the stirring unit 40, for example, the characteristics (frequency, intensity, phase, wave characteristics) of the sound wave generated by the surface acoustic wave element 36, the waveform (sine wave, Triangular wave, rectangular wave, burst wave, etc.) or modulation (amplitude modulation, frequency modulation), etc. are controlled. Further, the control unit 39 can switch the frequency of the oscillation signal oscillated by the drive circuit 42 according to the built-in timer.
  • the stirring unit 40 is a part that drives the surface acoustic wave element 36 under the control of the control unit 39 and stirs the liquid held in the reaction vessel 35. As shown in FIG. And a drive circuit 42.
  • the motor 41 drives the arm 41a under the control of the control unit 39 to move the surface acoustic wave element 36 in the direction of the arrow shown in FIG. 23, and through the contact window 33c of the holder 33a during stirring. Contact the side wall 35c of the reaction container 35 (see FIG. 27).
  • the drive circuit 42 has an oscillation circuit that can change the oscillation frequency programmably based on a control signal from the control unit 39, and a high-frequency oscillation signal of about several tens to several hundreds of MHz. Is output to the surface acoustic wave element 36 as a drive signal, and the drive frequency of the drive signal is switched stepwise based on the control signal from the control unit 39.
  • the automatic analyzer 30 configured as described above analyzes the specimen dispensed into the reaction container 35 as follows. First, the automatic analyzer 30 rotates the reaction table 33 under the control of the control unit 39, and stops the holder 33a holding the reaction container 35 to be dispensed at the reagent dispensing position. Next, in the automatic analyzer 30, under the control of the control unit 39, the reagent dispensing unit 32 dispenses the first reagent from above the reaction vessel 35 to the opening 35a by the reagent nozzle 32b. As described above, the reaction vessel 35 of the third embodiment is introduced into the interior by capillary pressure as in the case of the second embodiment even when the liquid is dispensed upward.
  • the automatic analyzer 30 rotates the reaction table 33 under the control of the control unit 39, and moves the reaction container 35 into which the first reagent has been dispensed to the photometry unit 38.
  • the analysis light emitted from the light source 38a is irradiated from the photometry window 33e below the holder 33a, and the light beam that has passed through the first reagent is measured by the photoreceiver 38b.
  • the light receiver 38b outputs optical information regarding the received light flux to the control unit 39. Based on this light information, the control unit 39 calculates and stores the absorbance of the first reagent.
  • the automatic analyzer 30 drives the drive motor 34 under the control of the control unit 39 to rotate the reaction table 33 so that the first reagent is The dispensed reaction container 35 is moved to the sample dispensing unit 31. Next, the automatic analyzer 30 dispenses the sample from the sample nozzle 3 lb into the reaction vessel 35 under the control of the control unit 39.
  • the automatic analyzer 30 drives the vibrator 36b by the drive circuit 42 under the control of the control unit 39, and agitates and reacts the first reagent and the specimen with the generated sound wave (surface acoustic wave).
  • the automatic analyzer 30 drives the drive motor 34 under the control of the control unit 39 to rotate the reaction table 33 and move the reaction vessel 35 to the photometry unit 38.
  • the reaction container 35 the reaction solution obtained by reacting the first reagent and the sample is photometrically measured.
  • the control unit 39 calculates and stores the absorbance of the reaction solution in which the first reagent and the sample have reacted.
  • the automatic analyzer 30 drives the drive motor 34 to rotate the reaction table 33, so that the reaction container 35 holding the first reagent and the sample reaction solution is removed as the reagent. Move to dispensing section 32. Thereafter, the automatic analyzer 30 dispenses the second reagent from the reagent nozzle 32b into the reaction container 35 under the control of the control unit 39.
  • the automatic analyzer 30 drives the motor 41 to feed the arm 41a under the control of the control unit 39, drives the vibrator 36b by the drive circuit 42, and generates the first acoustic wave (surface acoustic wave) by the generated sound wave (surface acoustic wave). Stir and react the reagent, the sample reaction solution, and the second reagent.
  • the automatic analyzer 30 pulls in the arm 4la that is driven by driving the motor 41, and drives the drive motor 34 to rotate the reaction table 33 to react.
  • the container 35 is moved to the photometry unit 38.
  • the reaction vessel 35 is photometrically measured for the reaction solution obtained by reacting the first reagent, the sample reaction solution, and the second reagent.
  • the control unit 39 calculates the absorbance of the reaction solution obtained by the reaction between the first reagent, the sample reaction solution, and the second reagent, and measures the first reagent previously measured.
  • the reaction vessel 35 is transferred to a cleaning device, the reaction solution is discharged, washed, and then used again for analysis of a new specimen. At this time, when the reaction liquid is discharged, the reaction vessel 35 discharges using the fluid pressure as in the first embodiment.
  • the automatic analyzer 30 controls the surface acoustic wave by the nozzle 37b of the liquid dispensing unit 37 as shown in FIG. 26 under the control of the control unit 39.
  • the acoustic matching liquid Lm is dropped on the element 36.
  • the reaction container 35 holding the liquid L is inserted into the holder 33a.
  • the automatic analyzer 30 extends the arm 41a by the motor 41 under the control of the control unit 39, and as shown in FIG. 27, the surface acoustic wave element 36 is placed in the reaction vessel 35 through the contact window 33c. It is made to contact
  • a thin film of the acoustic matching liquid Lm is disposed between the surface acoustic wave element 36 and the side wall 35c, so that sound waves (surface acoustic waves) generated by the surface acoustic wave element 36 are generated in the reaction vessel 35. Liquid retained through side wall 35c The liquid L is agitated by the leaked sound wave Wa.
  • the reaction container 35 of Embodiment 3 introduces the liquid dispensed into the one opening 35a into the inside by capillary pressure. Easy to install.
  • the automatic analyzer 30 uses the reaction vessel 35, the introduction of the liquid is easy, and the introduced liquid is discharged by the fluid pressure. The effect that generation
  • the holder 33a is preferably provided with a skirt portion 33f for receiving the acoustic matching liquid Lm dropped on the surface acoustic wave element 36 at the lower portion on the contact window 33c side.
  • FIG. 29 is a perspective view showing the reaction container of the fourth embodiment.
  • FIG. 30 is a perspective view showing the reaction container of FIG. 29 together with a holder for holding the reaction container.
  • FIG. 31 is a front view of the surface acoustic wave device used in the reaction vessel shown in FIG.
  • the reaction vessel 50 has a holding member 51 and a surface acoustic wave element 52 as shown in FIG.
  • the holding member 51 has openings 51a and 5 lb serving as liquid inlets and outlets at both ends of the U-shaped tube material, and holds the liquid in the U-shaped portion between the openings 51a and 51b.
  • the openings 51a and 51b are formed to have an area of 0.1 to 20 mm 2 .
  • the holding member 51 is inserted into a plurality of recesses formed in the reaction table via the holder 53 shown in FIG.
  • the holder 53 is a half-cylindrical member in which a flat cylinder is halved, and has a housing portion 53a that houses the holding member 51 and holds it at a constant temperature.
  • the lid 53 is attached to the holder 53 from above.
  • the lid 54 has a convex portion 54a fitted into the concave portion 51c of the holding member 51 accommodated in the holder 53, and a lid plate 54b that holds the convex portion 54a and covers an opening that is not used for dispensing liquid, for example, the opening 51b. And have. As a result, the lid 54 adheres to the holder 53 to hold the liquid held by the holding member 51 at a constant temperature.
  • the surface acoustic wave element 52 is attached to an arc-shaped curved side surface in the vicinity of the opening 51a via an acoustic matching layer. As shown in FIG. 31, the surface acoustic wave element 52 is formed on the piezoelectric substrate 52a in the same manner as the surface acoustic wave element 9.
  • a vibrator 52b and a receiving antenna 52c such as a comb-shaped electrode (IDT) are formed.
  • the surface acoustic wave element 52 is supplied with electric power for driving the vibrator 52b from a transmitting antenna provided outside the holder 53 by high frequency radio.
  • the transmitting antenna may be provided inside the holder 53 at this position at a force provided at a position facing the surface acoustic wave element 52 attached to the inserted holding member 51.
  • the reaction vessel 50 can easily introduce the liquid, and the above-described embodiment can be used when discharging the liquid.
  • the liquid can be easily discharged by using a pressure nozzle or a suction nozzle.
  • the reaction vessel 50 irradiates a side force obtained by bending the light beam BL as shown by a dotted line in FIG. 29 when measuring the liquid, but from a plane adjacent to the curved side surface to which the surface acoustic wave element 52 is attached. It may be irradiated.
  • the surface acoustic wave element 52 may be attached to the upper surface of the recess 51c of the holding member 51.
  • the surface acoustic wave element 52 is supplied with power for driving the vibrator 52b by high-frequency radio from the transmission antenna 55 provided outside the convex portion 54a of the lid 54.
  • the transmitting antenna 55 is connected to a signal generator 58 via a wiring 56 and a switch circuit 57.
  • the surface acoustic wave element 52 is driven by selecting a surface acoustic wave element 52 of a specific reaction container 50 of the plurality of reaction containers 50 based on a control signal from the control circuit 59.
  • the surface acoustic wave element 52 is provided with an electrode node 52d instead of the receiving antenna 52c, and supplies power from the power source via the electrode pad 52d. Good.
  • reaction container and the analysis apparatus of the present invention can be easily introduced into the liquid accompanying dispensing or washing even if the reaction container is miniaturized. And is particularly suitable for use in automated analyzers.

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Abstract

　音波によって攪拌される液体を保持する反応容器及び分析装置。反応容器（７）は、液体の導排出口となる２つの開口（８ｃ）と、２つの開口を有すると共に、開口間に液体を保持し、液体を攪拌する音波を開口間へ照射する音波発生手段が側面或いは側面近傍に配置された保持部材（８）とを備える。２つの開口（８ｃ）は、対向配置される。保持部材（８）は、鉛直方向に配置され、鉛直方向下方に配置される一方の開口（８ｃ）は、鉛直方向上方に配置される他方の開口（８ｃ）に比べて面積が小さい。

Description

反応容器及び分析装置
技術分野
[0001] 本発明は、反応容器及び分析装置に関するものである。
背景技術
[0002] 従来、分析装置は、外部に設けた音波発生手段が発生する音波を利用して反応 容器に保持した液体を攪拌している (例えば、特許文献 1参照)。
[0003] 特許文献 1 :特許第 3168886号明細書
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] ところで、分析装置で使用する反応容器は、キュベットと呼ばれる四角柱形状の容 器であり、上部に開口を有している。このような、反応容器は、被検者の負担軽減の 見地等力 前記液体の量が数/ z L〜数十/ z Lの微量になると、これに伴ってサイズを 微小にする必要がある。このとき、反応容器は、サイズが微小化すると、分析用の測 光領域を確保するため、検体，試薬，洗浄液等を含む液体を導入する開口の面積が 相対的に小さくなる。このため、微小化した反応容器は、液体の分注等によって開口 に液体を滴下すると、液体が表面張力によって開口に張り付き、液体の容器内部へ の導入が難しくなるという問題があった。
[0005] 本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、微小化しても分注や洗浄等に伴う 液体の導入が容易な反応容器及び反応容器から液体の導入が容易な分析装置を 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] 上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の反応容器の一態様は、 音波によって攪拌される液体を保持する反応容器であって、前記液体の導排出口と なる 2つの開口と、前記 2つの開口を有すると共に、当該開口間に液体を保持し、前 記液体を攪拌する音波を当該開口間へ照射する音波発生手段が側面或いは側面 近傍に配置された保持部材と、を備えることを特徴とする。 [0007] また、本発明の反応容器の一態様は、上記の発明において、前記 2つの開口は、 対向配置されることを特徴とする。
[0008] また、本発明の反応容器の一態様は、上記の発明にお 、て、前記保持部材は、鉛 直方向に配置され、鉛直方向下方に配置される前記一方の開口は、鉛直方向上方 に配置される前記他方の開口に比べて面積が小さいことを特徴とする。
[0009] また、本発明の反応容器の一態様は、上記の発明において、前記保持部材は、前 記液体の表面張力の鉛直成分の大きさが、保持した液体に作用する重力以上となる 接触角を有することを特徴とする。
[0010] また、本発明の反応容器の一態様は、上記の発明において、前記保持部材は、前 記開口から毛管圧によって前記液体が導入されることを特徴とする。
[0011] また、本発明の反応容器の一態様は、上記の発明において、前記保持部材は、導 入した開口とは異なる開口力 前記液体を排出することを特徴とする。
[0012] また、本発明の反応容器の一態様は、上記の発明において、前記保持部材は、保 持した液体を透過する光の光路長を規定する少なくとも 2つの互いに平行な側壁を 有することを特徴とする。
[0013] また、本発明の反応容器の一態様は、上記の発明において、前記保持部材の内面 は、当該保持部材の他の部分よりも前記液体との親和性が高 、ことを特徴とする。
[0014] また、本発明の反応容器の一態様は、上記の発明において、前記音波発生手段 は、当接手段によって前記保持部材に対して離接可能に設けられていることを特徴 とする。
[0015] また、本発明の反応容器の一態様は、上記の発明において、前記音波発生手段 は、表面弾性波素子であることを特徴とする。
[0016] また、上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の分析装置の一態 様は、複数の異なる液体を攪拌して反応させ、反応液の光学的特性を測定して前記 反応液を分析する分析装置であって、前記反応容器を用いて前記複数の異なる液 体を攪拌して反応させ、前記反応液を光学的に分析することを特徴とする。
[0017] また、本発明の分析装置の一態様は、上記の発明において、さらに、前記保持部 材に保持された液体を排出する排出手段を備え、前記複数の反応容器間で前記排 出手段を共用することを特徴とする。
[0018] また、本発明の分析装置の一態様は、上記の発明において、前記排出手段は、前 記保持部材に保持された液体を流体圧によって排出する圧力印加手段であることを 特徴とする。
発明の効果
[0019] 本発明の反応容器は、保持部材が、液体の導排出口となる 2つの開口を有するの で、液体を容易に導入することができるという効果を奏する。また、本発明の分析装 置は、前記反応容器を使用しているので、液体の導入が容易であり、導入した液体 は流体圧によって排出するので、液体の導入が容易なうえ、キャリーオーバーの発生 を抑制することができるという効果を奏する。
図面の簡単な説明
[0020] [図 1]図 1は、実施の形態 1の自動分析装置を示す概略構成図である。
[図 2]図 2は、実施の形態 1の反応容器を反応ホイールの一部及び攪拌装置の概略 構成図と共に示す斜視図である。
[図 3]図 3は、試薬分注機構によって反応ホイールに設けた凹部の親和性領域上に 分注される試薬を示す側面図である。
[図 4]図 4は、凹部底面の親和性領域上に半球状に保持された液体と凹部に挿入さ れる反応容器を断面にして示す側面図である。
[図 5]図 5は、凹部への反応容器の挿入に伴い、表面張力によって保持部材の開口 カゝら内部に導入される液体を示す側面図である。
[図 6]図 6は、反応容器の保持部材に保持された液体を光源力ゝら出射される光束によ つて測光する様子を模式的に示す側面図である。
[図 7]図 7は、反応容器の保持部材に保持された反応液を、加圧ノズルを用いて排出 する場合の保持部材と加圧ノズルの配置を示す断面図である。
[図 8]図 8は、加圧ノズルから吐出する加圧空気によって保持部材が保持した反応液 を排出した状態を示す断面図である。
[図 9]図 9は、反応液を排出した保持部材の内部を流下する洗浄液によって洗浄する 様子を示す断面図である。 [図 10]図 10は、実施の形態 1の反応容器で使用する保持部材の第 1の変形例を示 す断面図である。
[図 11]図 11は、実施の形態 1の反応容器で使用する保持部材の第 2の変形例を示 す斜視図である。
[図 12]図 12は、図 11に示す反応容器の断面図である。
[図 13]図 13は、図 11に示す反応容器の他の変形例を示す断面図である。
[図 14]図 14は、実施の形態 1の反応容器で使用する保持部材の第 3の変形例を示 す断面図である。
[図 15]図 15は、実施の形態 1の反応容器で使用する保持部材の第 4の変形例を示 す断面図である。
圆 16]図 16は、表面弾性波素子に接触子によって電力を供給する変形例を、攪拌 装置の概略構成図と共に示す反応ホイールの凹部の断面図である。
[図 17]図 17は、図 16に示す反応容器で使用する表面弾性波素子の他の例を示す 正面図である。
[図 18]図 18は、実施の形態 2の反応容器を反応ホイールの一部及び攪拌装置の概 略構成と共に示す斜視図である。
[図 19]図 19は、実施の形態 2に係る反応容器の保持部材に試薬を分注する様子を 示す断面図である。
[図 20]図 20は、図 19の保持部材に試薬を分注した初期状態を示す断面図である。 圆 21]図 21は、保持部材に分注した試薬と検体が攪拌される様子を示す断面図で ある。
[図 22]図 22は、試薬と検体を攪拌して反応した反応液を測光する様子を示す断面図 である。
[図 23]図 23は、実施の形態 3の自動分析装置の構成を反応容器及び反応テーブル を断面にして示すブロック図である。
[図 24]図 24は、図 23の自動分析装置で用いる反応テーブルの一部を表面弾性波 素子及びその駆動装置と共に示す平面図である。
[図 25]図 25は、図 23の自動分析装置を構成する反応テーブルのホルダ、反応容器 及び表面弾性波素子の配置を示す斜視図である。
[図 26]図 26は、図 23の自動分析装置を構成する反応テーブルのホルダ、反応容器 及び表面弾性波素子の配置並びに表面弾性波素子に滴下される音響整合液を示 す断面図である。
[図 27]図 27は、ホルダに形成した当接窓を介して表面弾性波素子を反応容器の側 壁に当接させた状態を示す図 26に対応した断面図である。
[図 28]図 28は、ホルダの変形例を示す図 26に対応した断面図である。
[図 29]図 29は、実施の形態 4の反応容器を示す斜視図である。
[図 30]図 30は、図 29の反応容器を、この反応容器を保持するホルダと共に示す斜 視図である。
[図 31]図 31は、図 29に示す反応容器で使用する表面弾性波素子の正面図である。
[図 32]図 32は、実施の形態 4の反応容器の変形例を示す斜視図である。
[図 33]図 33は、図 32に示す反応容器において、振動子を駆動する電力を無線によ つて表面弾性波素子に供給する概略構成を示す図である。
[図 34]図 34は、実施の形態 4の反応容器で使用する表面弾性波素子の変形例を示 す正面図である。
符号の説明
1 自動分析装置
2 作業テーブル
3 検体テーブル
4 検体容器
5 検体分注機構
6 反応ホイール
7 汉 J 容器
8, 8A, 8B 保持部材
8C 保持部材
8c 開口
9 表面弾性波素子 測光部a 光源b 受光器 洗浄装置 試薬分注機構 試薬テーブル 試薬容器 読取装置 制御部 分析部 入力部 表示部 駆動装置 送電体 自動分析装置 検体分注部 試薬分注部 反応テーブル 駆動モータa ホノレダc 当接窓e 測光窓 反応容器 表面弾性波素子 液分注部 測光部a 光源b 受光器 39 制御部
40 攪拌部
41 モータ
42 駆動回路
50 反応容器
51 保持部材
51a, 51b 開口
52 表面弾性波素子
53 ホノレダ
54 蓋体
発明を実施するための最良の形態
[0022] (実施の形態 1)
以下、本発明の反応容器及び分析装置に力かる実施の形態 1について、図面を参 照しつつ詳細に説明する。図 1は、実施の形態 1の自動分析装置を示す概略構成図 である。図 2は、実施の形態 1の反応容器を反応ホイールの一部及び攪拌装置の概 略構成図と共に示す斜視図である。図 3は、試薬分注機構によって反応ホイールに 設けた凹部の親和性領域上に分注される試薬を示す側面図である。
[0023] 自動分析装置 1は、図 1に示すように、作業テーブル 2上に検体テーブル 3、検体 分注機構 5、反応ホイール 6、測光部 10、洗浄装置 11、試薬分注機構 12、試薬テー ブル 13及び挿入機構 23が設けられ、駆動装置 20を備えている。
[0024] 検体テーブル 3は、図 1に示すように、駆動手段によって矢印で示す方向に回転さ れ、外周には周方向に沿って等間隔で配置される収納室 3aが複数設けられている。 各収納室 3aは、検体を収容した検体容器 4が着脱自在に収納される。
[0025] 検体分注機構 5は、反応ホイール 6に形成した凹部 6aの中央に検体を分注する手 段であり、図 1に示すように、検体テーブル 3の複数の検体容器 4から検体を順次凹 部 6aに分注する。
[0026] 反応ホイール 6は、図 1に示すように、検体テーブル 3とは異なる駆動手段によって 矢印で示す方向に回転され、外周には周方向に沿って等間隔で配置される凹部 6a が複数設けられている。反応ホイール 6は、各凹部 6aに半径方向両側に光が透過す る開口 6b (図 2参照）が形成されている。凹部 6aは、底面の表面中央に検体や試薬 等の液体に対する親和性処理を施し、他の部分に非親和性処理を施すことによって 親和性領域 Ra (図 3)が形成されている。各凹部 6aには、検体を試薬と反応させる反 応容器 7が挿入機構 23によって着脱自在に挿入される。反応ホイール 6は、一周期 で時計方向に（1周 1反応容器) Z4分回転し、四周期で反時計方向に凹部 6aの 1 個分回転する。反応ホイール 6の近傍には、測光部 10及び洗浄装置 11が設けられ ている。
[0027] 反応容器 7は、容量が数 nL〜数十/ z Lと微量な容器であり、図 2に示すように、保 持部材 8と表面弾性波素子 9を有して 、る。
[0028] 保持部材 8は、測光部 10から出射された分析光（340〜800nm)に含まれる光の 8 0%以上を透過する透明素材、例えば、耐熱ガラスを含むガラス，環状ォレフィンや ポリスチレン等の合成樹脂が使用される。保持部材 8は、図 2に示すように、側壁 8aと 側壁 8bの長手方向両端に対向配置される開口 8cを有し、開口 8c間に液体を保持 する四角筒形状の保持部材である。側壁 8a, 8bは、それぞれが互いに平行な一組 の壁である。保持部材 8は、側壁 8aを反応ホイール 6の半径方向に向けて、側壁 8b を反応ホイール 6の周方向に向けて、凹部 6aに配置される。
[0029] このとき、保持部材 8は、凹部 6aに分注された液体が毛管圧によって内部へ導入さ れるように、下部側に配置される開口 8cの面積が 0. l〜20mm2に成形され、必要に 応じて内面には検体や試薬等の液体に対する親和性処理が施されている。開口 8c は、面積が 20mm2よりも大きいと、十分な毛管圧が生じない、また、面積が 0. lmm2 よりも小さいと、保持した液体が排出し難くなるうえ、排出に時間が掛つて好ましくない 。このため、開口 8cの面積は、より好ましくは、 l〜15mm2、最も好ましくは、 3〜10m m2である。保持部材 8は、側壁 8aの下部側が分析光を透過させる窓 8d (図 2参照）と して利用される。
[0030] 一方、保持部材 8は、保持した液体力 作用する表面張力 Tの鉛直成分の大きさ（
=T'cos 0 'L)が、この液体に作用する重力（= 'g'H' S)以上となる接触角を有 するものを用いる。ここで、保持部材 8と保持した液体との接触角を Θ、液体と保持部 材 8との気液界面における周方向に沿った長さを L、液体の密度を p、重力加速度を g、保持部材 8に保持された液体の鉛直方向の長さを H、保持部材 8に保持された液 体の水平方向における断面積を S、とする。保持部材 8は、このような接触角 Θを有し ていれば、表面張力が重力以上となるので、液体を保持することができる。
[0031] 表面弾性波素子 9は、音波（弾性波）によって液体を攪拌すると共に、毛管圧によつ て導入した液体を攪拌する音波発生手段である。表面弾性波素子 9は、エポキシ榭 脂等の音響整合層を介して図 2に示すように保持部材 8の側壁 8bに取り付けられる。 表面弾性波素子 9は、ニオブ酸リチウム (LiNb03)等からなる圧電基板 9a上に櫛型 電極 (IDT)カゝらなる振動子 9bとアンテナ 9cが形成されて ヽる。表面弾性波素子 9は 、測光部 10の光源 10aから出射された分析光が入射或いは出射する側壁 8aを避け て、これらに隣り合う側壁 8bに取り付ける。
[0032] 測光部 10は、図 1に示すように、凹部 6aを挟んで半径方向に対向する位置に設け られる測光手段であり、反応容器 7に保持された液体を分析する分析光（340〜800 nm)を出射する光源 10aと、液体を透過した分析光を分光して受光する受光器 10b を有している。
[0033] 一方、洗浄装置 11は、反応容器 7の移動手段と、液体の排出手段と、洗浄液の分 注手段とを有している。洗浄装置 11は、測光終了後の反応容器 7を液体廃棄位置へ 移動させて測光後の液体を排出手段が吐出する加圧空気によって排出し、この反応 容器 7を保持して 、た反応ホイール 6の凹部 6aに洗浄液を分注する。洗浄液の分注 量は、測光時に反応容器 7が保持していた液体よりも僅かに多い量とする。洗浄装置 11は、液体を排出した反応容器 7を、洗浄液を分注した凹部 6aに戻し、毛管圧によ つて洗浄液を反応容器 7へ導入する。洗浄装置 11は、この動作を複数回繰り返すこ とにより、反応容器 7と凹部 6aの底面を洗浄する。このようにして洗浄された反応容器 7は、再度、新たな検体の分析に使用される。
[0034] 試薬分注機構 12は、反応ホイール 6に形成した凹部 6aに試薬を分注する手段で あり、図 1に示すように、試薬テーブル 13の所定の試薬容器 14から試薬を順次凹部 6aに分注する。
[0035] 試薬テーブル 13は、図 1に示すように、検体テーブル 3及び反応ホイール 6とは異 なる駆動手段によって矢印で示す方向に回転され、扇形に成形された収納室 13aが 周方向に沿って複数設けられている。各収納室 13aは、試薬容器 14が着脱自在に 収納される。複数の試薬容器 14は、それぞれ検査項目に応じた所定の試薬が満た され、外面には収容した試薬に関する情報を表示するバーコードラベル（図示せず） が貼付されている。
[0036] ここで、試薬テーブル 13の外周には、試薬容器 14に貼付した前記バーコードラベ ルに記録された試薬の種類，ロット及び有効期限等の情報を読み取り、制御部 16へ 出力する読取装置 15が設置されている。制御部 16は、検体テーブル 3、検体分注 機構 5、反応ホイール 6、受光器 10b、洗浄装置 11、試薬分注機構 12、試薬テープ ル 13、読取装置 15、分析部 17、入力部 18、表示部 19及び駆動装置 20と接続され 、例えば、分析結果を記憶する記憶機能を備えたマイクロコンピュータ等が使用され る。制御部 16は、自動分析装置 1の各部の作動を制御すると共に、前記バーコード ラベルの記録力も読み取った情報に基づき、試薬のロットや有効期限等が設置範囲 外の場合、分析作業を停止するように自動分析装置 1を制御し、或いはオペレータに 警告を発する。
[0037] 分析部 17は、制御部 16を介して受光器 10bに接続され、受光器 10bが受光した光 量に基づく反応容器 7内の液体の吸光度力 検体の成分濃度等を分析し、分析結 果を制御部 16に出力する。入力部 18は、制御部 16へ検査項目等を入力する操作 を行う部分であり、例えば、キーボードやマウス等が使用される。表示部 19は、分析 内容や警報等を表示するもので、ディスプレイパネル等が使用される。
[0038] 駆動装置 20は、表面弾性波素子 9を駆動するもので、図 2に示すように、表面弾性 波素子 9に電力を送電する送電体 21を有して 、る。
[0039] 送電体 21は、 RF送信アンテナ 21a、駆動回路 21b及びコントローラ 21cを有してい る。送電体 21は、数 MHz〜数百 MHz程度の高周波交流電源力 供給される電力 を RF送信アンテナ 21aから電波として表面弾性波素子 9に発信する。 RF送信アンテ ナ 21aは、反応ホイール 6の凹部 6a内面に取り付けられている。このため、駆動装置 20は、例えば、コントローラ 21cに制御されたスィッチを切り替えることにより、供給さ れる電力を複数の RF送信アンテナ 21aの中カゝら特定の RF送信アンテナ 21aに出力 するように切り替える。駆動回路 21bは、コントローラ 21cからの制御信号に基づいて 発振周波数を変更可能な発振回路を有しており、数十 MHz〜数百 MHz程度の高 周波の発振信号を RF送信アンテナ 21aへ出力する。コントローラ 21cは、駆動回路 2 lbの作動を制御し、例えば、表面弾性波素子 9が発する音波の特性 (周波数，強度 ,位相，波の特性)、波形 (正弦波，三角波，矩形波，バースト波等)或いは変調 (振 幅変調，周波数変調)等を制御する。また、コントローラ 21cは、内蔵したタイマに従 つて駆動回路 21bが発振する発振信号の周波数を切り替えることができる。
[0040] 挿入機構 23は、反応ホイール 6の凹部 6aに配置された反応容器 7を把持するもの で、図 1に示すように、上下動、かつ、水平方向に回動自在なアーム 23aに反応容器 7を把持するチャックが設けられている。挿入機構 23は、検体や試薬を分注する際に 凹部 6aに配置された反応容器 7を把持して一時的に退避位置に移動させ、分注後、 移動させた反応容器 7を元の凹部 6aに戻す。
[0041] 以上のように構成される自動分析装置 1は、制御部 16による制御の下、反応ホイ一 ル 6の回転によって周方向に沿って移動してくる反応容器 7を試薬分注位置の手前 で退避位置に順次移動させる。次に、自動分析装置 1は、制御部 16による制御の下 、各凹部 6aの中央に、試薬分注機構 12のノズル 12aが試薬テーブル 13の所定の試 薬容器 14から試薬 Rを順次分注する（図 3参照)。これにより、試薬 Rは、図 3に示す ように、凹部 6aの親和性領域 Ra上に滴下される。このとき、凹部 6aは、底面の表面 中央が親和性領域 Raであるため、滴下された試薬は、親和性領域 Raで半球状の液 滴を形成して、親和性領域 Ra〖こ保持される。
[0042] 試薬を分注した後、自動分析装置 1は、制御部 16による制御の下、反応ホイール 6 を回転させ、試薬が分注された凹部 6aを検体分注機構 5の近傍へ移動する。次に、 自動分析装置 1は、制御部 16による制御の下、検体分注機構 5を駆動させ、所定の 検体容器 4から凹部 6aに検体を分注する。これにより、親和性領域 Ra上の試薬尺と 分注された検体は、擬似的に半球状の液体 Lとなって親和性領域 Ra〖こ保持される（ 図 4参照)。
[0043] このようにして試薬と検体を分注した後、自動分析装置 1は、制御部 16による制御 の下、反応ホイール 6を回転して液体 Lを保持した凹部 6aを挿入機構 23の近傍へ移 動する。次に、自動分析装置 1は、制御部 16による制御の下、挿入機構 23によって 退避位置に移動した反応容器 7を把持して凹部 6aへ移動させ、試薬と検体が分注さ れた凹部 6aに上方から反応容器 7を挿入して底面上に載置する。このとき、反応容 器 7は、凹部 6aへ挿入することにより、図 4に示すように、下部の開口 8cが擬似半球 状の液体 Lの上部に当接する。すると、反応容器 7は、開口 8cの面積が小さぐ内部 に液体に対する親和性処理が施されているため、図 5のように、毛管圧によって液体 Lが開口 8cから保持部材 8の内部に容易に導入される。
[0044] 自動分析装置 1は、挿入機構 23によって凹部 6aに反応容器 7を挿入して底面上に 載置した後、制御部 16による制御の下、駆動装置 20によって表面弾性波素子 9を駆 動する。これにより、反応容器 7は、表面弾性波素子 9の振動子 9bが発する表面弾 性波が保持した液体中へ漏れ出し、漏れ出した音波によって液体 Lが攪拌される。こ の結果、液体 Lは、試薬と検体が反応して反応液 Lrとなる。
[0045] 自動分析装置 1は、このようにして液体 Lを攪拌して反応液 Lrとした後、制御部 16 による制御の下、反応ホイール 6を回転して反応液を保持した反応容器 7を移動させ る。これにより、反応容器 7は、測光部 10を通過する際、図 6に示すように、光源 10a 力ゝら出射される光束 BLによって保持した反応液 Lrが測光される。
[0046] 測光終了後、自動分析装置 1は、制御部 16による制御の下、洗浄装置 11を駆動し て、測光終了後の反応容器 7を液体廃棄位置へ移動させた後、測光後の反応液を 排出し、この反応容器 7を保持して 、た反応ホイール 6の凹部 6aに洗浄液を分注す る。その後、自動分析装置 1は、制御部 16による制御の下、反応液を排出した反応 容器 7を洗浄装置 11によって洗浄液を分注した凹部 6aに戻し、反応容器 7に洗浄液 を毛管圧によって導入する。自動分析装置 1は、制御部 16による制御の下、洗浄装 置 11にこの動作を複数回繰り返させることにより、凹部 6aの底面及び反応容器 7を 洗浄する。このようにして洗浄された反応容器 7は、再度、新たな検体の分析に使用 される。
[0047] ここで、保持部材 8は、毛管圧によって液体を内部へ導入し、導入した液体を表面 張力によって保持するので、開口 8cの面積が小さい。このため、反応容器 7は、測光 後の反応液 Lrを排出する場合は、流体圧、例えば、加圧空気の圧力を利用して排 出する。即ち、図 7に示すように、加圧空気 Apを吐出する加圧ノズル Naを開口 8cの 真上に配置する。そして、反応容器 7は、図 8に示すように、加圧ノズル Naから吐出 する加圧空気 Apによって測光後の反応液 Lrを保持部材 8から下方へ排出する。この ようにすると、反応容器 7は、反応液 Lrを速やかに排出することができるうえ、加圧ノ ズル Naを内部へ挿入しな!、ので、微小化しても従来の大きさのノズルを加圧ノズル N aとして使用することができる。
[0048] 以上のように、実施の形態 1の反応容器 7は、保持部材 8の一方の開口 8cから毛管 圧によって液体を導入するので、微小化しても分注や洗浄等に伴う液体の導入が容 易である。また、自動分析装置 1は、反応容器 7を使用しているので、液体の導入が 容易であり、導入した液体は流体圧によって排出するので、液体の導入と導出が容 易なうえ、キャリーオーバーの発生を抑制することができると 、う効果を奏する。
[0049] なお、反応液 Lrの排出には、加圧ノズルの代わりに吸引ノズルを用いてもよい。吸 弓 Iノズルを保持部材 8の下方又は上方近傍に近づけて吸弓 Iすることにより、反応容 器 7から反応液 Lrを速やかに排出することができる。また、廃液は、直ぐに吸引される ため、自動分析装置 1内部でのコンタミを防止することができる。
[0050] また、反応容器 7は、保持部材 8が両端に開口 8cを有している。このため、反応容 器 7は、図 9に示すように、流体圧を利用して保持部材 8の内部に洗浄液 Lcを流下さ せることができ、底壁を有する従来の反応容器で発生していた底部の四隅部分にお ける洗浄不良を解消してキャリーオーバーをなくすことができるうえ、保持部材 8の内 部を簡単に洗浄することができる。このとき、反応容器 7は、攪拌用の表面弾性波素 子 9を駆動すると、漏れ出した音波が洗浄液 Lcを攪拌するため、洗浄効果が向上す る。
[0051] 一方、実施の形態 1の反応容器は、図 10に示す反応容器 7のように、保持部材 8の 互いに対向する一組の平行な側壁 8bの両方に表面弾性波素子 9を取り付けると、液 体の攪拌効率を向上させることができる。
[0052] ここで、実施の形態 1の反応容器は、保持部材の両端に、対向配置される開口を有 し、前記開口間に液体を保持するものであれば、例えば、図 11及び図 12に示す反 応容器 7のように、一組の平行な側壁 8bに代えて、上方に向力つて拡がる一組の傾 斜壁 8eとし、傾斜壁 8eのそれぞれに表面弾性波素子 9を取り付けた保持部材 8Aを 用いてもよい。この場合、保持部材 8Aは、反応ホイール 6の凹部 6aに分注された液 体が毛管圧によって内部へ導入されるように下部の開口 8cの面積を上部の開口 8f よりも小さい 0. l〜20mm2程度に成形し、内面には検体や試薬等の液体に対する 親和性処理が施されている。ここで、以下に説明する各保持部材は、特に言及しなく とも内面に検体や試薬等の液体に対する親和性処理が施されている。
[0053] このとき、反応容器 7は、図 13に示すように、保持部材 8Aの下部の開口 8c内周に 、上方に向力つて内方へ狭くなるように面取り加工を施した傾斜部 Pを形成してもよい 。このようにすると、保持部材 8Aは、傾斜部 Pによってパッシブバルブが形成され、保 持した液体の凹形状のメニスカスが急峻になり、傾斜部 Pよりも反応容器 7内側に留 まらせる力を強くすることができる。
[0054] また、実施の形態 1の反応容器は、図 14に示す反応容器 7のように、側壁 8a及び 傾斜壁 8eの上部に上壁 8gを設け、上壁 8gの中央に開口 8hを形成した保持部材 8B を用いてもよい。また、図 15に示す反応容器 7のように、傾斜壁 8eを上方に向力つて 広がるように成形すると共に、側壁 8a及び傾斜壁 8eの下部に半径方向内側に突出 するフランジ 8iを設け、フランジ 8iの中央に下部の開口 8cを形成した保持部材 8Cを 用いてもよい。
[0055] 一方、実施の形態 1の自動分析装置 1は、図 16に示すように、反応ホイール 6の凹 部 6a内面に設けたコンタクトピン 21dによって駆動装置 20から表面弾性波素子 9に 電力を供給するようにしてもよい。このとき、表面弾性波素子 9は、図 17に示すように 、圧電基板 9a上に形成するアンテナ 9cに代えてコンタクトピン 21dと接触するコンタ タトパッド 9dを形成する。また、表面弾性波素子 9は、振動子 9bを構成する櫛型電極 の複数の櫛歯を互いに同心円状に配置すると共に、複数の櫛歯の中心 C (焦点）が 鉛直下方となるように複数の櫛歯が下方に向かって短くなるように形成する。
[0056] (実施の形態 2)
次に、本発明の反応容器及び分析装置に力かる実施の形態 2について、図面を参 照しつつ詳細に説明する。実施の形態 1の反応容器は、反応ホイール 6の凹部 6a底 面上に載置したのに対し、実施の形態 2の反応容器は、図 13に示す保持部材を用 い、反応ホイール 6の凹部 6aに底面力も離して挿着される。図 18は、実施の形態 2の 反応容器を反応ホイールの一部及び攪拌装置の概略構成と共に示す斜視図である 。ここで、自動分析装置 1は、凹部の形状が凹部 6aと異なることを除き、実施の形態 1 と同じであるので、同一の構成部分には同一の符号を用いて説明している。
[0057] 反応ホイール 6は、反応容器 7の保持部材 8Aを挿着する凹部 6cの下部に、周方向 に対向する側壁の下方が底壁に向力つて広がる凹部 6dが連設されている。反応ホイ ール 6は、凹部 6cの形状が保持部材 8A下部と対応する形状に成形されている。この ため、反応ホイール 6は、下部の開口 8cが凹部 6cの底面力 離れた状態で保持部 材 8Aが凹部 6cに挿着される。
[0058] 以上のように構成される自動分析装置 1は、制御部 16による制御の下、反応ホイ一 ル 6の回転によって周方向に沿って移動してくる反応容器 7の保持部材 8Aに、試薬 分注機構 12のノズル 12aが試薬テーブル 13の所定の試薬容器 14から試薬 Rを順 次分注する（図 19参照)。このとき、分注直後の試薬 Rは、図 20に示すように、保持 部材 8A上部の開口 8fを塞いでしまう。しかし、保持部材 8Aは、内面に検体や試薬 等の液体に対する親和性処理が施されているので、開口 8fを塞いだ試薬 Rは、毛管 圧によって内部へ導入される（図 21参照)。
[0059] 試薬を分注した後、自動分析装置 1は、制御部 16による制御の下、反応ホイール 6 を回転させ、試薬が分注された凹部 6aを検体分注機構 5の近傍へ移動する。次に、 自動分析装置 1は、制御部 16による制御の下、検体分注機構 5を駆動させ、所定の 検体容器 4から凹部 6aに検体を分注する。すると、分注された検体は、一時的に開 口 8fを塞いでしまうが、試薬 Rの場合と同様に、親和性処理を施した内面に導かれて 毛管圧によって内部へ導入され、試薬 Rと合体する。
[0060] その後、自動分析装置 1は、制御部 16による制御の下、駆動装置 20によって表面 弾性波素子 9を駆動する。これにより、反応容器 7は、表面弾性波素子 9の振動子 9b が表面弾性波 (音波）を発生し、図 21に示すように、表面弾性波 (音波) Waが側壁 8 eを通って液体中へ漏れ出す。反応容器 7は、このようにして液体中に漏れ出した音 波 Waによって、試薬と検体が合体した液体が攪拌される。この結果、試薬と検体が 合体した液体は、試薬と検体が反応して反応液 Lr (図 21参照）となる。 [0061] このとき、反応容器 7は、保持部材 8A下部の開口 8cが凹部 6cの底面力も離れた状 態で反応ホイール 6に挿着される。このため、保持部材 8Aは、試薬と検体が合体した 液体が側壁 8aと傾斜壁 8eの内面に接するだけである。このため、反応容器 7は、保 持部材 8Aが保持した液体の壁面との接触面積が底面を有する反応容器に比べて 低減されて壁面との摩擦が減少するので、攪拌効率が向上する。
[0062] 自動分析装置 1は、このようにして液体 Lを攪拌して反応液 Lrとした後、制御部 16 による制御の下、反応ホイール 6を回転して反応液を保持した反応容器 7を移動させ る。これにより、反応容器 7は、測光部 10を通過する際、図 22に示すように、光源 10 aから出射される光束 BLによって保持した反応液 Lrが測光される。
[0063] 測光終了後、自動分析装置 1は、制御部 16による制御の下、洗浄装置 11を駆動し て、測光終了後の反応容器 7を液体廃棄位置へ移動させた後、測光後の反応液を 排出し、この反応容器 7を凹部 6cに戻した後、洗浄液を分注して反応容器 7を洗浄 する。このとき、洗浄液の分注と、液体廃棄位置への移動は、少なくとも 1回は行う。こ のようにして洗浄された反応容器 7は、再度、新たな検体の分析に使用される。また、 反応容器 7は、導入した液体を導出する際は、実施の形態 1と同様に、流体圧を利用 して導出する。
[0064] 以上のように、実施の形態 2の反応容器 7は、保持部材 8Aを用い、保持部材 8Aの 一方の開口 8fに分注した液体を毛管圧によって内部へ導入するので、微小化しても 分注や洗浄等に伴う液体の導入が容易である。また、自動分析装置 1は、反応容器 7を使用しているので、液体の導入が容易であり、導入した液体は流体圧によって排 出するので、液体の導入と導出が容易なうえ、キャリーオーバーの発生を抑制するこ とがでさる。
[0065] (実施の形態 3)
次に、本発明の反応容器及び分析装置に力かる実施の形態 3について、図面を参 照しつつ詳細に説明する。実施の形態 1, 2の反応容器は、側面に配置する表面弹 性波素子が取り付けられていた力 実施の形態 3の反応容器は、側面に配置した表 面弾性波素子が離接するように構成されている。図 23は、実施の形態 3の自動分析 装置の構成を反応容器及び反応テーブルを断面にして示すブロック図である。図 24 は、図 23の自動分析装置で用いる反応テーブルの一部を表面弾性波素子及びそ の駆動装置と共に示す平面図である。
[0066] 自動分析装置 30は、図 23に示すように、検体分注部 31、試薬分注部 32、反応テ 一ブル 33、表面弾性波素子 36、測光部 38、制御部 39及び攪拌部 40を備えている
[0067] 検体分注部 31は、図 23に示すように、検体格納部 3 laに収容された検体を検体ノ ズル 31bによって反応容器 35に分注する。試薬分注部 32は、試薬格納部 32aに収 容された試薬を試薬ノズル 32bによって反応容器 35に分注する。検体分注部 31及 び試薬分注部 32は、駆動手段によってそれぞれ個別に駆動され、反応テーブル 33 の外周上方を表面に沿って 2次元方向に移動する。
[0068] 反応テーブル 33は、図 23及び図 24に示すように、駆動モータ 34によって回転さ れ、外周には周方向に沿って配置される凹状に成形したホルダ 33aが複数設けられ ている。ホルダ 33aには、反応容器 35が着脱自在に収容される。また、反応テープ ル 33は、側壁 33b外面の中央に開口力もなる当接窓 33cが形成されると共に、側壁 33bに隣り合う側壁 33dの下部に測光窓 33eが形成されている。このとき、ホルダ 33a は、当接窓 33cを形成する側壁 33bが半径方向に対して 45° 傾斜するように形成さ れている。
[0069] ここで、ホルダ 33aは、図 24に示すように、反応テーブル 33の外周に周方向に沿つ て複数設けられている力 図 26〜図 28においては、構造を明示する便宜上、ホルダ 33aを 1つだけ示している。また、図 23に示すように、表面弾性波素子 36と測光部 3 8は、反応テーブル 33の直径方向に対向する位置に配置されている力 図 24にお いては、表面弾性波素子 36と測光部 38との配置を分力り易ぐかつ、簡単に示すた め、表面弾性波素子 36を測光部 38の近傍に配置して描 、て 、る。
[0070] 反応容器 35は、開口 35a, 35b間に数 nL〜数十 μ Lの微量な液体を保持する四 角筒形状の部材である実施の形態 1の保持部材 8Α (図 13参照）が使用され、近傍 に配置される表面弾性波素子 36を有して 、る。
[0071] 表面弾性波素子 36は、音波 (表面弾性波）によって反応容器 35に保持された液体 を攪拌する手段であり、図 24〜図 26に示すように、圧電基板 36a上に櫛型電極 (ID T)からなる振動子 36bが形成され、攪拌部 40の駆動回路 42 (図 23参照)から供給さ れる電力によって駆動される。また、表面弾性波素子 36は、図 23に示すように、モー タ 41によって矢印方向に駆動されるアーム 41aと連結され、側壁 33bに形成された 当接窓 33cを介して反応容器 35の側壁 35cに離接する。このとき、表面弾性波素子 36は、ホルダ 33aに保持される反応容器 35の側壁 35cに対向させて傾斜配置され ており、上部近傍に配置された液分注部 37の液格納部 37aに保持した音響整合液 力 Sノズル 37bから滴下される。
[0072] 測光部 38は、図 23に示すように、ホルダ 33aを挟んで反応テーブル 33の半径方 向に対向配置され、反応容器 35に保持された液体を分析する分析光（340〜800n m)の光束（図 24参照）を出射する光源 38aと、液体を透過してくる光束を分光して受 光する受光器 38bを有している。ここで、測光部 38における測光が終了した反応容 器 35は、洗浄装置に移送されて洗浄された後、再度、新たな検体の分析に使用され る。
[0073] 制御部 39は、図 23に示すように、検体分注部 31、試薬分注部 32、駆動モータ 34 、液分注部 37、測光部 38及び攪拌部 40と接続され、例えば、メモリとタイマを内蔵し 、分析結果を記憶するマイクロコンピュータ等が使用される。制御部 39は、自動分析 装置 30の各部の作動を制御し、受光器 38bから出力される透過光の情報に基づい て検体の成分濃度等を分析する。また、制御部 39は、検査項目等を入力する操作を 行うキーボードやマウス等の入力部や、分析内容や警報等を表示するディスプレイパ ネル等を備えている。
[0074] ここで、制御部 39は、攪拌部 40を制御する場合には、例えば、表面弾性波素子 36 が発する音波の特性 (周波数，強度，位相，波の特性)、波形 (正弦波，三角波，矩 形波，バースト波等)或いは変調 (振幅変調，周波数変調)等を制御する。また、制御 部 39は、内蔵したタイマに従って駆動回路 42が発振する発振信号の周波数を切り 替えることができる。
[0075] 攪拌部 40は、制御部 39による制御の下に表面弾性波素子 36を駆動して反応容 器 35に保持される液体を攪拌する部分であり、図 23に示すように、モータ 41と駆動 回路 42を有している。 [0076] モータ 41は、制御部 39による制御の下にアーム 41aを駆動し、表面弾性波素子 3 6を図 23に示す矢印方向に移動させ、攪拌時にホルダ 33aの当接窓 33cを介して反 応容器 35の側壁 35cに当接させる（図 27参照)。
[0077] 駆動回路 42は、制御部 39からの制御信号に基づいて発振周波数をプログラマブ ルに変更可能な発振回路を有しており、数十 MHz〜数百 MHz程度の高周波の発 振信号を増幅し、駆動信号として表面弾性波素子 36に出力する他、制御部 39から の制御信号に基づいて駆動信号の駆動周波数を段階的に切り替える。
[0078] 以上のように構成される自動分析装置 30は、以下のようにして反応容器 35に分注 される検体を分析する。先ず、自動分析装置 30は、制御部 39の制御の下、反応テ 一ブル 33を回転させ、分注対象の反応容器 35を保持したホルダ 33aを試薬分注位 置に停止させる。次に、自動分析装置 30は、制御部 39の制御の下、試薬分注部 32 が試薬ノズル 32bによって反応容器 35の上方から開口 35aに第 1試薬を分注する。 このように、実施の形態 3の反応容器 35は、液体の分注を上方力 行っても、実施の 形態 2の場合と同じように、毛管圧によって内部へ導入される。
[0079] 次 、で、自動分析装置 30は、制御部 39の制御の下、反応テーブル 33を回転させ 、第 1試薬が分注された反応容器 35を測光部 38へ移動させる。これにより、反応容 器 35は、光源 38aから出射された分析光がホルダ 33a下部の測光窓 33eから照射さ れ、第 1試薬を透過した光束が受光器 38bによって測光される。受光器 38bは、受光 した光束に関する光情報を制御部 39へ出力する。この光情報に基づき、制御部 39 は、第 1試薬の吸光度を算出し、記憶する。
[0080] このようにして第 1試薬に関するブランク測光が終了した後、自動分析装置 30は、 制御部 39の制御の下、駆動モータ 34を駆動して反応テーブル 33を回転させ、第 1 試薬が分注された反応容器 35を検体分注部 31へ移動させる。次に、自動分析装置 30は、制御部 39の制御の下、検体ノズル 3 lbから検体を反応容器 35に分注する。
[0081] 次いで、自動分析装置 30は、制御部 39の制御の下、駆動回路 42によって振動子 36bを駆動し、発生する音波 (表面弾性波）によって第 1試薬と検体とを攪拌して反応 させる。その後、自動分析装置 30は、制御部 39の制御の下、駆動モータ 34を駆動 して反応テーブル 33を回転させ、反応容器 35を測光部 38へ移動させる。これにより 、反応容器 35は、第 1試薬と検体が反応した反応液が測光される。制御部 39は、受 光器 38bが測光した光情報に基づき、第 1試薬と検体が反応した反応液の吸光度を 算出し、記憶する。
[0082] 次に、自動分析装置 30は、制御部 39の制御の下、駆動モータ 34を駆動して反応 テーブル 33を回転させ、第 1試薬と検体の反応液を保持した反応容器 35を試薬分 注部 32へ移動させる。その後、自動分析装置 30は、制御部 39の制御の下、試薬ノ ズル 32bから第 2試薬を反応容器 35に分注する。次いで、自動分析装置 30は、制 御部 39の制御の下、モータ 41を駆動してアーム 41aを繰り出すと共に、駆動回路 42 によって振動子 36bを駆動し、発生する音波 (表面弾性波）によって第 1試薬と検体 の反応液と第 2試薬とを攪拌して反応させる。
[0083] その後、自動分析装置 30は、制御部 39の制御の下、モータ 41を駆動して繰り出し たアーム 4 laを引き込むと共に、駆動モータ 34を駆動して反応テーブル 33を回転さ せ、反応容器 35を測光部 38へ移動させる。これにより、反応容器 35は、第 1試薬と 検体の反応液と第 2試薬とが反応した反応液が測光される。制御部 39は、受光器 38 bが測光した光情報に基づき、第 1試薬と検体の反応液と第 2試薬とが反応した反応 液の吸光度を算出し、先に測定してある第 1試薬の吸光度及び第 1試薬と検体の混 合液の吸光度をもとに検体の成分濃度等を算出する。そして、測光部 38における測 光が終了した反応容器 35は、洗浄装置に移送されて反応液が排出され、洗浄され た後、再度、新たな検体の分析に使用される。このとき、反応容器 35は、反応液を排 出する際は、実施の形態 1と同様に、流体圧を利用して排出する。
[0084] ここで、自動分析装置 30は、表面弾性波素子 36による液体の攪拌に際し、制御部 39の制御の下、図 26に示すように、液分注部 37のノズル 37bによって表面弾性波 素子 36に音響整合液 Lmを滴下する。このとき、ホルダ 33aは、液体 Lを保持した反 応容器 35が挿着されている。次に、自動分析装置 30は、制御部 39の制御の下、モ ータ 41によってアーム 41aを繰り出し、図 27に示すように、当接窓 33cを介して表面 弾性波素子 36を反応容器 35の側壁 35cに当接させる。これにより、表面弾性波素 子 36と側壁 35cとの間に音響整合液 Lmの薄い膜が配置されるので、表面弾性波素 子 36が発生する音波 (表面弾性波）が、反応容器 35の側壁 35c介して保持した液体 L中に漏れ出し、漏れ出した音波 Waによって液体 Lが攪拌される。
[0085] このように、実施の形態 3の反応容器 35は、一方の開口 35aに分注した液体を毛 管圧によって内部へ導入するので、微小化しても分注や洗浄等に伴う液体の導入が 容易である。また、自動分析装置 30は、反応容器 35を使用しているので、液体の導 入が容易であり、導入した液体は流体圧によって排出するので、液体の導入と導出 が容易なうえ、キャリーオーバーの発生を抑制することができるという効果を奏する。
[0086] ここで、音響整合液 Lmは、粘性が低いと、流れ易い。このため、ホルダ 33aは、図 2 8に示すように、当接窓 33c側の下部に表面弾性波素子 36に滴下した音響整合液 L mを受けるスカート部 33fを設けておくとよい。
[0087] (実施の形態 4)
次に、本発明の反応容器にかかる実施の形態 4について、図面を参照しつつ詳細 に説明する。実施の形態 1〜3の反応容器は、開口が対向されていたが、実施の形 態 4の反応容器は、液体の導排出口となる 2つの開口が U字形状の両端に配置され ている。図 29は、実施の形態 4の反応容器を示す斜視図である。図 30は、図 29の反 応容器を、この反応容器を保持するホルダと共に示す斜視図である。図 31は、図 29 に示す反応容器で使用する表面弾性波素子の正面図である。
[0088] 反応容器 50は、図 29に示すように、保持部材 51と表面弾性波素子 52を有してい る。
[0089] 保持部材 51は、 U字形状の管材の両端に液体の導排出口となる開口 51a, 5 lbを 有し、開口 51a, 51b間の U字形状の部分に液体を保持する。開口 51a, 51bは、面 積が 0. l〜20mm2に成形されている。保持部材 51は、図 30に示すホルダ 53を介し て反応テーブルに形成した複数の凹部に挿着される。ホルダ 53は、扁平な円筒を半 割にした半割円筒体形状の部材であり、保持部材 51を収容して一定温度に保持す る収容部 53aを有している。ホルダ 53は、上方から蓋体 54が被着される。蓋体 54は 、ホルダ 53に収容した保持部材 51の凹部 51cに嵌め込まれる凸部 54aと、凸部 54a を保持すると共に、液体の分注に使用しない開口、例えば、開口 51bを覆う蓋板 54b とを有している。これにより、蓋体 54は、ホルダ 53に被着することにより、保持部材 51 に保持した液体を一定温度に保持して!/ヽる。 [0090] 表面弾性波素子 52は、開口 51a近傍の円弧状に湾曲した側面に音響整合層を介 して取り付けられ、図 31に示すように、表面弾性波素子 9と同様に圧電基板 52a上に 櫛型電極 (IDT)カゝらなる振動子 52bと受信アンテナ 52cが形成されて ヽる。表面弹 性波素子 52は、ホルダ 53の外部に設けた送信アンテナから高周波無線によって振 動子 52bを駆動する電力が供給される。前記送信アンテナは、挿着した保持部材 51 に取り付けた表面弾性波素子 52と対向する位置に設けられている力 この位置であ ればホルダ 53内部に設けてもよい。
[0091] このように、反応容器 50は、保持部材 51が液体の導排出口となる開口 51a, 51bを 有しているので、液体の導入が容易であり、排出する際は前記実施の形態のように 加圧ノズルや吸引ノズルを用いることにより、容易に液体を排出することができる。ま た、反応容器 50は、液体を測光する際は、図 29に点線で示すように光束 BLを湾曲 した側面力も照射するが、表面弾性波素子 52を取り付けた湾曲した側面と隣り合う 平面から照射してもよい。
[0092] ここで、反応容器 50は、図 32に示すように、表面弾性波素子 52を保持部材 51の 凹部 51c上面に取り付けてもよい。この場合、図 33に示すように、表面弾性波素子 5 2は、蓋体 54が有する凸部 54aの外部に設けた送信アンテナ 55から高周波無線に よって振動子 52bを駆動する電力が供給される。送信アンテナ 55は、配線 56及びス イッチ回路 57を介して信号発生器 58と接続されている。表面弾性波素子 52は、制 御回路 59からの制御信号に複数の反応容器 50の特定の反応容器 50の表面弾性 波素子 52が選択されて駆動される。
[0093] なお、表面弾性波素子 52は、図 34に示すように、受信アンテナ 52cに代えて電極 ノ ッド 52dを設け、電極パッド 52dを介して電源からの電力を供給するようにしてもよ い。
産業上の利用可能性
[0094] 以上のように、本発明の反応容器及び分析装置は、反応容器を微小化しても分注 や洗浄等に伴う液体の導入を容易にすることができるので、分析装置で使用するの に有用であり、特に、自動分析装置で使用するのに適している。

Claims

請求の範囲
[I] 音波によって攪拌される液体を保持する反応容器であって、
前記液体の導排出口となる 2つの開口と、
前記 2つの開口を有すると共に、当該開口間に液体を保持し、前記液体を攪拌す る音波を当該開口間へ照射する音波発生手段が側面或いは側面近傍に配置された 保持部材と、
を備えることを特徴とする反応容器。
[2] 前記 2つの開口は、対向配置されることを特徴とする請求項 1に記載の反応容器。
[3] 前記保持部材は、鉛直方向に配置され、
鉛直方向下方に配置される前記一方の開口は、鉛直方向上方に配置される前記 他方の開口に比べて面積が小さいことを特徴とする請求項 2に記載の反応容器。
[4] 前記保持部材は、前記液体の表面張力の鉛直成分の大きさが、保持した液体に作 用する重力以上となる接触角を有することを特徴とする請求項 3に記載の反応容器。
[5] 前記保持部材は、前記開口から毛管圧によって前記液体が導入されることを特徴 とする請求項 2に記載の反応容器。
[6] 前記保持部材は、導入した開口とは異なる開口力 前記液体を排出することを特 徴とする請求項 1に記載の反応容器。
[7] 前記保持部材は、保持した液体を透過する光の光路長を規定する少なくとも 2つの 互いに平行な側壁を有することを特徴とする請求項 1に記載の反応容器。
[8] 前記保持部材の内面は、当該保持部材の他の部分よりも前記液体との親和性が高
V、ことを特徴とする請求項 1に記載の反応容器。
[9] 前記音波発生手段は、当接手段によって前記保持部材に対して離接可能に設け られて ヽることを特徴とする請求項 1に記載の反応容器。
[10] 前記音波発生手段は、表面弾性波素子であることを特徴とする請求項 1に記載の 反 J心容器。
[I I] 複数の異なる液体を攪拌して反応させ、反応液の光学的特性を測定して前記反応 液を分析する分析装置であって、請求項 1〜10のいずれか一つに記載の反応容器 を用いて前記複数の異なる液体を攪拌して反応させ、前記反応液を光学的に分析 することを特徴とする分析装置。
[12] さらに、前記保持部材に保持された液体を排出する排出手段を備え、
前記複数の反応容器間で前記排出手段を共用することを特徴とする請求項 11に 記載の分析装置。
[13] 前記排出手段は、前記保持部材に保持された液体を流体圧によって排出する圧 力印加手段であることを特徴とする請求項 12に記載の分析装置。
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