WO2007116838A1 - 反応容器、分析装置および分析方法 - Google Patents

Abstract

　コンタミネーションの問題を招来することなく横断面積を狭小化することのできる反応容器、並びにこの反応容器を適用した分析装置および分析方法を提供すること。一方の端部から他方の端部に亘る部位に一連の収容空間１１を有して成り、一方の端部から予め設定した閾値を下回る量の試薬Ｘおよび検体Ｙを分注した場合には表面張力の作用によってこれを収容空間１１に留める一方、一方の端部からエアを供給した場合に他方の端部から試薬Ｘおよび検体Ｙを外部に排出するようにしている。

Description

明 細 書

反応容器、分析装置および分析方法

技術分野

[0001] 本発明は、分注された試薬および検体から反応液を生成するための反応容器、並 びに反応容器を適用した分析装置および分析方法に関するものである。

背景技術

[0002] 例えば、生化学血液分析装置では、反応容器の内部に血清等の検体および試薬 をそれぞれ分注して反応液を生成し、この反応液を光学的に測定することにより分析 が行われる。反応容器としては、有底の筒状を成すものが適用されている。この種の 分析装置では、分析を行った後の反応容器を洗浄することにより、反応容器を繰り返 し使用するようにしている。つまり、分析後の反応容器には、吸引ノズルによって反応 液を吸引排出し、さらに洗浄液によって内部を洗浄した後、次の分析に供すべく新た な検体および試薬が分注されることになる。

[0003] ここで、反応容器を繰り返し使用する場合には、コンタミネーシヨンが問題となる。す なわち、前回の分析に用いた検体や試薬、あるいは洗浄の際の水滴が反応容器に 残留した状態で分析を行った場合、次の分析結果に多大な影響を及ぼすことになる 。このため従来では、反応容器をポリオレフイン系の榭脂で形成する、あるいは反応 容器の内面をポリオレフイン系の榭脂でコ一ティングし、反応容器の内面に水分が付 着、残留するのを防止することにより、前回の分析に用いた検体や試薬、あるいは洗 浄液が反応容器に残留する事態を防止するようにしている (例えば、特許文献 1参照

) o

[0004] 特許文献 1 :特開平 6— 323986号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0005] ところで、昨今にお 、ては、微量の検体で分析を行う要求が高まって 、る。微量の 検体で分析を行った場合には、被験者の肉体的な負担を軽減できるば力りでなぐ 試薬の少量ィ匕に伴って被験者の経済的な負担も軽減できるようになる。但し、単に分 祈に要する検体の量を減少させた場合には、反応容器の内部において反応液に所 定の液柱高さを確保することができず、例えば上述した光学的な測定を実施すること が困難となる。このため微量検体で分析を行うためには、反応容器の横断面積を狭 小化することで反応液の液柱高さを確保することが考えられる。

[0006] し力しながら、横断面積を狭小化した場合には、反応容器の底部まで吸引ノズルを 挿入することが困難となる。この結果、たとえ反応容器をポリオレフイン系の樹脂で形 成する、あるいは反応容器の内面をポリオレフイン系の榭脂でコ一ティングした場合 にも、吸引ノズルによる吸引が不十分となって分析後の反応液や洗浄後の洗浄液が 反応容器の内部に残留し、コンタミネーシヨンの問題を招来する虞れがある。

[0007] 本発明は、上記実情に鑑みて、コンタミネーシヨンの問題を招来することなく横断面 積を狭小化することのできる反応容器、並びにこの反応容器を適用した分析装置お よび分析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

[0008] 上記の目的を達成するために、本発明に係る反応容器は、一方の端部から他方の 端部に亘る部位に一連の収容空間を有して成り、一方の端部力 試薬および Zまた は検体を分注した場合にはこれを収容空間に留める一方、外部から排出操作を行つ た場合には他方の端部力 試薬および Zまたは検体を外部に排出するように構成し たことを特徴とする。

[0009] また、本発明に係る反応容器は、上述した発明にお 、て、一方の端部から分注した 試薬および Zまたは検体が予め設定した閾値を下回る量である場合には表面張力 の作用によって留まるように収容空間を構成したことを特徴とする。

[0010] また、本発明に係る反応容器は、上述した発明において、収容空間の端部を密閉 するためのシール部材を他方の端部に着脱可能に配設し、シール部材を装着した 状態で一方の端部力 試薬および Zまたは検体の分注を行う一方、シール部材を除 去した状態で排出操作を行うことを特徴とする。

[0011] また、本発明に係る反応容器は、上述した発明において、内表面に親水性処理を 施したことを特徴とする。

[0012] また、本発明に係る分析装置は、上述した発明の反応容器を用いて検体の分析を 行うことを特徴とする。

[0013] また、本発明に係る分析方法は、上述した発明の反応容器を適用し、一方の端部 から分注した試薬および検体によって反応容器の内部に反応液を生成する一方、外 部から排出操作を行うことにより分析後の反応液を他方の端部から反応容器の外部 に排出することを特徴とする。

[0014] また、本発明に係る分析方法は、上述した発明にお 、て、反応容器の一方の端部 力 流体を供給することにより、流体とともに分析後の反応液を排出することを特徴と する。

[0015] また、本発明に係る分析方法は、上述した発明にお 、て、反応容器の他方の端部 から尖形体を挿入することにより、尖形体を通じて分析後の反応液を排出することを 特徴とする。

[0016] また、本発明に係る分析方法は、上述した発明にお 、て、反応容器の他方の端部 から吸収体を挿入することにより、吸収体を通じて分析後の反応液を排出することを 特徴とする。

発明の効果

[0017] 本発明によれば、一方の端部から吸引ノズルを挿入することなく外部力もの排出操 作によって試薬および Zまたは検体を外部に排出するようにしているため、反応容器 の横断面積を狭小化した場合であっても分析後の反応液や洗浄後の洗浄液が内部 に残留する事態を防止することができ、コンタミネーシヨンの問題を招来する虞れがな い。この結果、微量検体での分析も可能となり、被験者の肉体的、経済的な負担を軽 減でさるよう〖こなる。

図面の簡単な説明

[0018] [図 1]図 1は、本発明の実施の形態である反応容器を概念的に示す斜視図である。

[図 2]図 2は、図 1に示した反応容器を適用する分析装置を示した概念図である。

[図 3]図 3は、図 2に示した分析装置において実施する分析工程を示した概念図であ る。

[図 4]図 4は、図 1に示した反応容器に対して行う排出操作の第 1例を示す断面側面 図である。 [図 5]図 5は、図 1に示した反応容器に対して行う排出操作の第 2例を示す断面側面 図である。

[図 6]図 6は、図 1に示した反応容器の他の使用態様例を示す断面側面図である。 符号の説明

10 反応容器

11 収容空間

12 試薬分注ノズル

13 検体分注ノズル

12a, 13a ノズル本体

12b, 13b ノズル先端

12c, 13c ノズルアーム

12d, 13d 支持軸

14 試薬容器

15 検体容器

16, 17 光学系部品

18 エア供給ノズル

19 洗浄液供給ノズル

18a, 19a 各ノズル先端

20 洗浄プレート

30 尖形体

35 吸収体

40 シーノレ部材

C 排出 ·洗浄エリア

D 搬送手段

S 洗浄液

X 試薬

Y 検体

z 反応液 発明を実施するための最良の形態

[0020] 以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明す る。図 1は、本発明の実施の形態である反応容器を示したものである。ここで例示する 反応容器 10は、分析装置にお!ヽて分注された試薬 Xおよび検体 Yから反応液 Zを生 成するためのもので、中心部に収容空間 11を有した筒状に形成してある。より詳細 に説明すると、横断面が全長に亘つて一様の正方形状を成し、かつ収容空間 11の 横断面も全長に亘つて一様の正方形状を成しており、収容空間 11の周囲四辺が同 じ肉厚となった角筒状の反応容器 10を例示している。反応容器 10の両端部は、収 容空間 11を外部に連通させるために 、ずれも開放してある。

[0021] 反応容器 10の材質としては、形状を維持するだけの剛性を有し、かつ透光性を有 したものであれば、ガラスや合成樹脂等、如何なるものであっても構わない。但し、少 なくとも収容空間 11の内表面が親水性を呈するように構成することが好まし 、。収容 空間 11の内表面が親水性を有するように構成するには、反応容器 10の全体を親水 性を有した材料によって構成する、ある！、は任意の材料で反応容器 10を成形した後 、収容空間 11の内表面に親水性処理を施せば良い。

[0022] 収容空間 11の寸法は、反応容器 10を鉛直方向に沿って配置した状態で内部に試 薬 Xおよび Zまたは検体 Yを分注した場合にも、表面張力の作用によってこれを内部 に留めることができるように設定してある。例えば、検体 Yとして血清を分注するととも に、この血清を分析するために必要となる試薬 Xを分注する場合、これらの分注総量 を 30マイクロリットル以下とする条件下においては、収容空間 11の横断面を一辺 3m m以下の正方形状に形成するようにしている。尚、収容空間 11の寸法は、分注する 試薬 Xおよび検体 Yと反応容器 10の材質とによって適宜変更されるものであり、必ず しも上の条件に限らない。

[0023] 一方、上述した反応容器 10を適用して分析を行う分析装置は、図 2に示すように、 分注'撹拌エリア A、分析エリア Bおよび洗浄エリア Cを備えるとともに、これらのエリア の間に反応容器 10を搬送するための搬送手段 Dを備えている。

[0024] 分注'撹拌エリア Aは、所定の分注位置に配置された反応容器 10の収容空間 11 に試薬 Xおよび検体 Yを分注して反応液 Zを生成するための領域であり、試薬分注ノ ズル 12および検体分注ノズル 13を備えて!/、る。試薬分注ノズル 12および検体分注 ノズノレ 13は、それぞれノス、ノレ本体 12a, 13aとノス、ノレ先端 12b, 13bとを備免たちので 、ノズル先端 12b, 13bを鉛直下方に向けた状態でノズルアーム 12c, 13cを介して 支持軸 12d, 13dに支持させてある。それぞれの支持軸 12d, 13dは、図示せぬァク チユエータの駆動により鉛直方向に沿った自己の軸心回りに回転可能、かつ軸心に 沿って上下方向に移動することが可能であり、試薬分注ノズル 12および検体分注ノ ズル 13を各支持軸 12d, 13dの軸心回りに旋回させることができるとともに、上下方 向に沿って移動させることができる。試薬分注ノズル 12は、分注位置に配置された反 応容器 10と試薬 Xを貯留した試薬容器 14とから等距離となる位置に支持軸 12dを備 えており、支持軸 12dを適宜旋回 Z上下動させることにより、試薬容器 14の試薬 Xを 反応容器 10の収容空間 11に分注することが可能である。検体分注ノズル 13は、分 注位置に配置された反応容器 10と検体 Yを貯留した検体容器 15とから等距離となる 位置に支持軸 13dを備えており、支持軸 13dを適宜旋回 Z上下動させることにより、 検体容器 15に貯留された検体 Yを反応容器 10の収容空間 11に分注することが可 能である。尚、図には明示していないが、試薬分注ノズル 12および検体分注ノズル 1 3の各ノズル先端 12b, 13bは、先端に向けて漸次寸法が小さくなるように中空テー パの四角錐状に構成してある。具体的には、先端部の横断面が 1辺 3mmよりも小さ い正方形状を成し、かつ基端部の横断面が 1辺 3mmよりも大きい正方形状を成して おり、反応容器 10に対して個々の先端部を収容空間 11に挿入した状態で嵌合する ことができるように試薬分注ノズル 12および検体分注ノズル 13を構成してある。

[0025] 分析エリア Bは、所定の測光位置に配置された反応容器 10に対して側方から光を 照射し、その透過光に基づいて反応液 Zの分析を行うための領域であり、分注'撹拌 エリア Aに隣設して設けてある。この分析エリア Bには、反応容器 10に対して光を照 射するとともに、照射した光を受光するための光学系部品 16, 17が測光位置の反応 容器 10に対応する態様で配設してある。

[0026] 排出 ·洗浄エリア Cは、測光による分析を終了した後の反応容器 10を洗浄するため の領域であり、分注'撹拌エリア Aおよび分析エリア Bの双方に隣設した位置に設け てある。この排出'洗浄エリア Cには、エア供給ノズル 18および洗浄液供給ノズル 19 が設けてある。エア供給ノズル 18は、所定の洗浄位置に配置された反応容器 10の 収容空間 11に対してエアを供給するためのもので、ノズル先端 18aを鉛直下方に向 けた状態で洗浄プレート 20に支持させてある。洗浄液供給ノズル 19は、洗浄位置に 配置された反応容器 10の収容空間 11に対して洗浄液を供給するためのもので、ノ ズル先端 19aを鉛直下方に向けた状態で洗浄プレート 20に支持させてある。洗浄プ レート 20は、図示せぬァクチユエータの駆動により水平方向に沿って移動可能、か つ鉛直方向に沿って移動することが可能であり、適宜移動することにより洗浄位置に 配置された反応容器 10の収容空間 11に対してエア供給ノズル 18および洗浄液供 給ノズル 19を択一的に挿入することが可能である。尚、図には明示していないが、ェ ァ供給ノズル 18および洗浄液供給ノズル 19の各ノズル先端 18a, 19aは、上述した 試薬分注ノズル 12および検体分注ノズル 13と同様に、先端に向けて漸次寸法が小 さくなるように中空テーパの四角錐状に構成してあり、反応容器 10に対して個々の先 端部を収容空間 11に挿入した状態で嵌合することができる。

[0027] 搬送手段 Dは、上述した分注'撹拌エリア Aの分注位置、分析エリア Bの測光位置、 排出 ·洗浄エリア Cの洗浄位置の間に鉛直方向に沿った姿勢の反応容器 10を順次 循環搬送するものである。反応容器 10の搬送は、連続的なものではなぐ分注位置 、測光位置、洗浄位置でそれぞれの操作を行うことができるように間欠的なものであ ることが好ましい。

[0028] 上記のような構成を有する分析装置としては、例えば所定の軸心を中心とした円弧 状に複数の反応容器 10を保持することができる分析テーブルをその軸心回りに回転 可能に配設することで搬送手段 Dを構成し、この分析テーブルの周囲に分注 ·撹拌 エリア A、分析エリア B、排出'洗浄エリア Cを順次構成すれば具現ィ匕することができ る。

[0029] 図 3は、上記分析装置による検体 Yの分析工程を順に示したものである。以下、こ の図 3を参照しながら上述した分析装置の作用を説明することにより、併せて本発明 の分析方法にっ 、て詳述する。

[0030] まず、分析装置においては、搬送手段 Dの駆動によって反応容器 10が分注位置 に鉛直方向に沿って配置されると、支持軸 12dが適宜旋回 Z上下動し、図 3 (a)に示 すように、試薬分注ノズル 12によって反応容器 10の収容空間 11にその上端部から 予め設定した量の試薬 Xが分注され、次いで図 3 (b)に示すように、検体分注ノズル 1 3によって反応容器 10の収容空間 11に予め設定した量の検体 Yが分注されることに なる。分注される試薬 Xおよび検体 Yの総量は、 30マイクロリットルを下回るように設 定してある。従って、反応容器 10に分注された試薬 Xおよび検体 Yは、表面張力の 作用によって収容空間 11の内部に留まり、反応容器 10が鉛直方向に沿い、かつ下 端部が開放した状態ではあるが、下端部力もそのまま流出することはない。

[0031] 反応容器 10に試薬 Xおよび検体 Yを分注した後においては、図 3 (c)に示すように 、検体分注ノズル 13を反応容器 10の上端部に嵌合させた状態で吸入 Z排出を繰り 返し行うことにより試薬 Xと検体 Yとを撹拌し、反応容器 10の収容空間 11にお 、て反 応液 Zを生成する。

[0032] 収容空間 11で反応液 Zを生成した反応容器 10は、搬送手段 Dの駆動によって測 光位置に搬送されることになる。反応容器 10が測光位置に鉛直方向に沿って配置さ れると、図 3 (d)に示すように、側方から光が照射され、その透過光に基づいて反応 液 Zの分析が行われる。

[0033] 測光を終了した後の反応容器 10は、搬送手段 Dの駆動によって洗浄位置に搬送 されることになる。洗浄位置に反応容器 10が鉛直方向に沿って配置された後におい ては、洗浄プレート 20が適宜移動し、まず図 3 (e)に示すように、エア供給ノズル 18 のノズル先端 18aが反応容器 10の上端部に嵌合した状態となり、収容空間 11に対し てエアの供給が暫時継続される。この結果、反応容器 10の収容空間 11に存在して いた反応液 Zは、エアによって下端部力も押し出されるように排出されることになる。

[0034] その後、エアの供給が停止すると、洗浄プレート 20が適宜移動することにより、図 3

(f)に示すように、洗浄液供給ノズル 19のノズル先端 19aが反応容器 10の上端部に 嵌合した状態となり、収容空間 11に対して洗浄液 Sの供給が暫時継続される。この結 果、反応容器 10の収容空間 11が洗浄液 Sによって洗浄されることになる。

[0035] 洗浄液 Sの供給が停止すると、し力る後、洗浄プレート 20が適宜移動することにより 、図 3 (g)に示すように、エア供給ノズル 18のノズル先端 18aが反応容器 10の上端部 に嵌合した状態となり、再び収容空間 11に対してエアの供給が暫時継続される。必 要であれば、反応容器 10の収容空間 11に洗浄液 Sを供給する工程およびエアを供 給する工程を複数回繰り返すようにしても良い。この結果、反応容器 10の収容空間 1 1は、残存していた洗浄液 Sがエアによって下端部力も押し出され、洗浄液 Sおよび 反応液 Zのいずれもが除去された状態となる。従って、その後の搬送手段 Dの駆動に よって反応容器 10が分注位置に搬送され、次の分析を行うべく試薬 Xおよび検体 Y が分注された場合にも、コンタミネーシヨンの問題が招来される虞れがない。

[0036] し力も、収容空間 11に吸引ノズル等の吸引手段を挿入することなぐ反応容器 10 の上端部からエアおよび洗浄液 Sを供給することによって分析後の反応液 Zや洗浄 後の洗浄液 sを排出するようにしているため、その横断面積を狭小化した場合であつ ても、収容空間 11に反応液 Zおよび洗浄液 Sが残留する事態を防止することが可能 となる。従って、微量検体での分析も可能となり、被験者の肉体的、経済的な負担を 軽減できるようになるば力りでなぐ分析装置の小型化を図ることも可能となる。

[0037] 尚、上述した実施の形態では、反応容器 10として角筒状を成すものを例示してい る力 必ずしも角筒状である必要はなぐ例えば円筒状に構成しても構わない。但し、 円筒状の反応容器 10を適用する場合には、分析装置に設けた試薬分注ノズル 12、 検体分注ノズル 13、エア供給ノズル 18および洗浄液供給ノズル 19の各ノズル先端 1 2b, 13b, 18a, 19aを円錐状に構成し、反応容器 10に挿入した際に嵌合させること が好ましい。

[0038] また、上述した実施の形態では、反応容器 10の収容空間 11に試薬 Xを分注した後 に検体 Yを分注して反応液 Zを生成するようにして ヽるが、分注する順番は必ずしも これに限らず、検体 Y、試薬 Xの順であっても良いし、両者を同時に分注するようにし ても構わない。

[0039] さらに、上述した実施の形態では、反応容器 10に試薬 Xおよび検体 Υを分注した 後、分注ノズル（13)によって吸入 Ζ排出を繰り返し行うことにより試薬 Xと検体 Υとを 撹拌するようにしているが、例えば反応容器 10に超音波振動を付与することによって 撹拌することも可能である。

[0040] また、上述した実施の形態では、測光を終了した後の反応容器 10から反応液 Ζを 排出する場合に反応容器 10の上端部力もエアを供給するようにして 、るが、排出操 作としては必ずしもエア供給に限らない。例えば測光を終了した後の反応容器 10に その上端部から直接洗浄液 Sを供給することにより、この洗浄液 Sとともに反応液 Zを 反応容器 10の下端部力も押し出すようにしても良 、。

[0041] 図 4および図 5は、反応容器 10に対して行う排出操作の他の例を示したものである 。図 4に示す第 1例では、反応容器 10の下端部から尖形体 30を挿入し、尖形体 30 の先端部を反応液 Zに接触させるようにしたものである。この場合、尖形体 30の先端 部が反応液 Zに接触した時点で表面張力の作用が解除され、尖形体 30の外表面を 通じて反応液 Zが反応容器 10の下端部から排出されることになる。尖形体 30として は、任意の材料力 なるものであっても良いが、収容空間 11の内表面が呈する親水 性に対して同等以上の親水性を有したものであることが好ましい。尖形体 30の外径 寸法は、反応容器 10との干渉を防止すべく収容空間 11の内径寸法よりも小さく構成 することが好ましい。

[0042] 一方、図 5に示す第 2例では、反応容器 10の下端部から吸収体 35を挿入し、吸収 体 35の先端部を反応液 Zに接触させるようにしたものである。この場合、吸収体 35の 先端部が反応液 Zに接触した時点で反応液 Zが順次吸収体 35に吸収されることにな り、この吸収体 35の内部を通じて反応液 Zが反応容器 10の下端部力も排出されるこ とになる。吸収体 35としては、反応液 Zに対して良好な吸収性を呈するものであること が好ましぐ例えばポリビュルアルコールフォームのスポンジを適用すれば良い。吸 収体 35の外径寸法に関しても尖形体 30と同様に収容空間 11の内径寸法よりも小さ く構成することが好ましい。

[0043] またさらに、上述した実施の形態では、表面張力の作用によって試薬 Xおよび検体 Yを収容空間 11の内部に留めるようにしている力 必ずしも表面張力の作用を利用 する必要はな 、。例えば実施の形態で用いた反応容器 10に対して分注の総量が 30 マイクロリットルを超える場合には、表面張力の作用によってこれを確実に収容空間 1 1の内部に留めておくことが困難となる。このような場合には、図 6に示すように、反応 容器 10の下方に位置する他端部にパッキン等のシール部材 40を着脱可能に装着 し、シール部材 40を装着した状態で試薬 Xおよび Zまたは検体 Yを分注するようにし ても良い。

Claims

請求の範囲

[1] 一方の端部力 他方の端部に亘る部位に一連の収容空間を有して成り、一方の端 部から試薬および Zまたは検体を分注した場合にはこれを収容空間に留める一方、 外部から排出操作を行った場合には他方の端部から試薬および Zまたは検体を外 部に排出するように構成したことを特徴とする反応容器。

[2] 一方の端部力 分注した試薬および Zまたは検体が予め設定した閾値を下回る量 である場合には表面張力の作用によって留まるように収容空間を構成したことを特徴 とする請求項 1に記載の反応容器。

[3] 収容空間の端部を密閉するためのシール部材を他方の端部に着脱可能に配設し

、シール部材を装着した状態で一方の端部から試薬および zまたは検体の分注を 行う一方、シール部材を除去した状態で排出操作を行うことを特徴とする請求項 1に 記載の反応容器。

[4] 内表面に親水性処理を施したことを特徴とする請求項 1に記載の反応容器。

[5] 請求項 1〜4のいずれか一つに記載の反応容器を用いて検体の分析を行うことを 特徴とする分析装置。

[6] 請求項 1〜4のいずれか一つに記載の反応容器を適用し、一方の端部から分注し た試薬および検体によって反応容器の内部に反応液を生成する一方、外部から排 出操作を行うことにより分析後の反応液を他方の端部から反応容器の外部に排出す ることを特徴とする分析方法。

[7] 反応容器の一方の端部力 流体を供給することにより、流体とともに分析後の反応 液を排出することを特徴とする請求項 6に記載の分析方法。

[8] 反応容器の他方の端部から尖形体を挿入することにより、尖形体を通じて分析後の 反応液を排出することを特徴とする請求項 6に記載の分析方法。

[9] 反応容器の他方の端部から吸収体を挿入することにより、吸収体を通じて分析後の 反応液を排出することを特徴とする請求項 6に記載の分析方法。