JPH0130423B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、新規な反応容器すなわち反応キユベ
ツト、ことに自動分析装置に使う複数個の反応容
器を備えた新規な反応トレイに関する。

１種類又は複数種類のアナライト（analyte）
について、水性試料を順番に反応させる自動分析
の分野においては、次次の試料間の汚染が主要な
問題である。スケツグス（Skeggs）等を発明者
とする1966年３月22日付米国特許第3241432号と、
スマイス（Smythe）等を発明者とする1969年11
月18日付米国特許第3479141号との各明細書に記
載してあるような連続流れ分析装置においては、
各試料区分は、単一の吸引プローブにより連続流
れ分析装置内に次次に導入される。スケツグス等
の特許明細書においては、空気−洗浄液体−空気
の１連の区分が、次次の試料区分の間に吸引さ
れ、これ等の試料区分間の汚染を実質的に減少さ
せる。このように隔離された試料区分は、連続流
れとしてこの分析装置を通過させられ、オンライ
ン方式で反応させられ分析される。各洗浄液体区
分の吸引中に、吸引プローブは洗浄液体ため内に
浸され、吸引プローブの内外面の両方から汚染物
を除去し又は洗浄する。前記スマイス等の特許明
細書においては、連続流れ内の次次の試料区分間
の汚染は、次次の試料区分の間に不混和性液体、
たとえばシリコーン、フルオロカーボン油等を導
入することにより、実質的に減少させられる。不
混和性液体は、水性試料区分の完全な除去のため
に、分析装置の内面を優先的にぬらす。各試料区
分は、実際上不混和性液体により完全にカプセル
化されることにより、次次の試料区分間の汚染が
完全に避けられる。

又連続流れ法を利用しない、以下不連続装置と
称する分析装置においては、制御された容積の水
性試料及び適当な試薬を、精密に計量して反応容
器すなわち反応キユベツト内に入れる。反応混合
物の色の濃さを測定し、アナライトの濃度を定め
る。一般にこのような計量は、所定容積の試料又
は試薬を精密に吸引し、これを反応容器内に分与
することによつて行なわれる。前回の計量操作か
らの汚染物及びその他の残留物は、吸引プローブ
を洗浄液体ため内に浸すことにより、吸引プロー
ブ外面から除去される。吸引プローブは、適当な
液体で逆洗浄され、吸引プローブの内面を清掃す
ることが多い。

エイ・レイクラー（A.Reichler）等を発明者と
する1978年10月24日付米国特許第4121466号明細
書には、連続流れ装置及び不連続装置の両方に有
用な改良された計量装置又は分与装置が記載され
ている。この装置においては、次次に吸引される
液体の間の汚染は完全に除かれる。このような装
置においては、試料又は試薬のどちらかの水性液
体に通常接触する吸引プローブの内外面が液体の
薄いフイルムで絶えず被覆される。この液体のフ
イルムは、このような水性液体に対し不混和性で
ありこのような表面を優先的にぬらす。又分与の
ために吸引プローブ内に吸引される水性液体区分
は、不混和性液体内に完全にカプセル化される。
したがつて吸引プローブの内外面は、吸引サイク
ル又は分与サイクルの間に水性液体には接触しな
い。

前記米国特許第4121466号明細書に記載してあ
るような計量装置は、次次に分与される液体区分
間と、又吸引プローブが選択的に浸される、互い
に異なる液体の源間との汚染を、積極的に除去す
る極めて有利な効果が得られるのは明らかであ
る。しかし不連続装置において分与装置として使
用されるときは、反応容器内に分与される試料又
は試薬の液体区分は、不混和性液体のフイルム内
にカプセル化される。若干の例においては、たと
えば計量される液体中に界面活性剤が存在する場
合に、試料又はその一部が分与サイクル中に容易
には破られない不混和性液体フイルム内にカプセ
ル化されたままになる強い傾向がある。このよう
なカプセル化フイルムが破られなければ、分与さ
れた液体区分を反応に利用することができない。
本発明はとくに、従来のこのような欠点を克服
し、しかも分与サイクル中にこのようなカプセル
化フイルムの形成されないことを積極的に保証す
る。

したがつて本発明の目的は、自動分析装置に使
用するための新規な容器構造を提供しようとする
にある。

本発明の他の目的は、とくに品質、使いやす
さ、量産の容易さ及び生産費に関して改良された
構造を持つ容器を提供しようとするにある。

さらに本発明の目的は、一体に形成され、とく
に自動分析装置に使用するのに適する複数個の容
器を備えた反応トレイを提供しようとするにあ
る。

さらに本発明の目的は、容器内に分与される液
体を有効確実に混合する自動分析装置用の新規な
容器構造を提供しようとするにある。

さらに本発明の目的は、前記米国特許第
4121466号明細書に記載してあるような装置の分
与サイクル中に形成される不混和性液体のカプセ
ル化フイルムの形成されるのを妨げ又はこのカプ
セル化フイルムを確実に破り、或はこれ等の両方
の作用をする新規な容器構造を提供しようとする
にある。

本発明のこれ等の目的及び特徴は、とくに分与
サイクル中に形成されるかもしれない不混和性カ
プセル化フイルムを確実に破るのに特に適する反
応容器の少くとも１つの表面を形成することによ
つて達成できる。本発明によれば、反応容器の底
面は、親水性材料で、形成され、不混和性カプセ
ル化フイルムに連関し、このフイルムを突き通し
これを破るように構成されている。好適とする実
施例においては、容器の底部には、カプセル化さ
れた液体区分が積極的に差し向けられる１個又は
複数個の突起が形成され、このようなカプセル化
フイルムを強制的に突き通して破るようにする。
ひとたび突き通されるならばこのようなカプセル
化フイルムの表面力は、水性液体をカプセル化し
た状態に保つたは不十分であり、水性液体を釈放
し、反応に利用できるようにする。

分与サイクル中に吸引プローブの出口端部は、
反応容器の底面の突起にすぐ隣接して位置させら
れる。したがつて球を形成する傾向のある不混和
性カプセル化フイルムは、容器の底面に押し付け
られ、突起に対し破れるまで変形させられる。ひ
とたび破れるならば、反応物に対して不活性であ
るから、不混和性液体は反応に干渉しない。

以下本発明によるカツプ状容器及び反応トレイ
の実施例を添付図面について詳細に説明する。

第１Ａ図に示すように本発明による反応トレイ
１は、この反応トレイ１の周辺に沿い円形に配置
され、この反応トレイと一体的に形成された複数
のカツプ状容器すなわちキユベツト３を備えてい
る。反応トレイ１は、透明なアクリル材料、ポリ
スチレン材料、又はその他の適当な透明な不活性
材料で成形するのが望ましい。補強リブ４により
反応トレイ１に剛性を与える。反応トレイ１は、
中心穴５を経て間欠回転軸（図示してない）に取
り付けられ、この間欠回転軸の軸線のまわりに矢
印により示すように回転するように、みぞ７によ
りこの間欠回転軸にキー止めされている。みぞ７
が形成され、このような間欠回転軸に対する反応
トレイ１の位置決め及び、この反応トレイ１の取
り除きを容易にするつば９を設けてある。このよ
うな間欠回転軸の回転により、各カツプ状容器す
なわちキユベツト３を、次次に試薬分与場所１
１、試料分与場所１３及び光学的読出し場所１５
に位置決めする作用が行なわれる。不連続分析装
置における反応トレイの使用は、従来から知られ
便宜的のものであるから、このような場所を、詳
細には例示していない。そして分与用のプローブ
１７，１９を、それぞれ試薬及び試料の分与場所
の標識として示してある。プローブ１７，１９
は、それぞれ試薬分与場所１１及び試料分与場所
１３に位置させられたカツプ状容器すなわちキユ
ベツト３内に導入され、又カツプ状容器３から引
き出されるように、それぞれ矢印により示すよう
に垂直方向に移動させられるのに適している。プ
ローブ１７，１９は、上昇させられたときに、そ
れぞれ試薬及び試料の各源の上方に位置する吸引
場所に位置させられるように、水平面内で回動さ
せられるようになつていることは明らかである。
このように位置させられるときに、プローブ１７
は、このような試薬源内に選択的に浸され、所定
容積の試薬を吸引する。この所定容積の試薬は、
分与場所１１に位置させられたカツプ状容器すな
わちキユベツト３内に分与される。又このような
カツプ状容器３が試料分与場所１３に前進させら
れるときに、プローブ１９は、このような試料源
内に浸され、所定容積の試料を吸引する。この所
定容積の試料は、このカツプ状容器３内に分与さ
れ、反応させられる。各プローブ１７，１９の吸
引サイクル及び分与サイクルについては、なおと
くに後述するが、一般に前記米国特許第4121466
号明細書に記載してある吸引−分与装置により行
なわれる吸引サイクル及び分与サイクルの形態を
取る。引続いてカツプ状容器３は、光学的読出し
場所１５に前進させられる。光学的読出し場所１
５においては、普通の方法でアナライト
（analyte）が比色分析される。

第１Ａ図及び第１Ｂ図に示すように、各カツプ
状容器３は、ほぼ長方形の形状を持ち、反応トレ
イ１の平面から下方に延びている。各カツプ状容
器３は、互いに平行に対向する壁２１，２１′，
２３，２３′を備えている。壁２３，２３′は、そ
れぞれテーパ付き部分２５，２５′と境を接して
いる。壁部分２５，２５′は、それぞれタブ部分
２７，２７′と一体である。第１Ａ図に明らかな
ように各タブ部分２７，２７′は反応トレイ１に
一体に形成されている。しかし各タブ部分２７，
２７′は、カツプ状容器３を非処分形の回転台に
形成したみぞ穴内に取付けようとする場合には、
カツプ状容器の支持体となる。各カツプ状容器３
の底面には、複数の上向きに延びる突起すなわち
リブ３１が形成されている。リブ３１の特定の機
能については後述する。各カツプ状容器３の互い
に対向する壁２１，２１′は、精密に制御した間
隔を隔てて位置させられている。各壁２３，２
３′は、反応試料を比色分析するために、サイト
パス（sight path）を形成する。カツプ状容器３
が順番に光学的読出し場所１５に位置させられる
ときに、光源３３からの光ビームが、レンズ装置
３５を経てこのようなサイトパスに沿つて差し向
けられる。出て来る光は検出器３７に入射する。
検出器３７は、測定するアナライトの濃度を指示
する出力を発生し、この出力は、記録器３９によ
り記録される。

本発明の利点を明らかにするために先ず第２Ａ
図及び第２Ｂ図について説明する。第２Ａ図及び
第２Ｂ図は、第１図の両分与プローブ１７，１９
の吸引サイクルを示す。容器４１は、それぞれ第
１Ａ図の分与用のプローブ１７，１９が浸される
試薬源及び試料源を表わす。又プローブ４３は、
分与プローブ１７，１９を代表的に示す。分与プ
ローブ１７，１９の各動作は、吸引しようとする
特定の水性液体すなわち試料又は試薬に関するこ
と以外は同じであることは明らかである。便宜上
プローブ４３は、容器４１内に浸され、ポンプ等
により出口端に制御された負圧が加えられ、制御
された容積の水性液体４５を吸引する。特に、前
記米国特許第4212466号明細書に記載してあるよ
うに、不混和性流体４７が、制御された割合で室
（図示してない）からプローブ４３の外面に沿い
下向きに流され、この外面を覆い、吸引しようと
する液体に接触しないようにする。プローブ４３
を浸している間に、吸引操作又は分与操作を行な
うためには、不混和性液体の流れを中断すること
ができる。

各吸引サイクルの初めに、プローブ４３は、通
常不混和性流体４７で満たされている。この不混
和性流体は、吸引される液体区分を分与するため
に、パイロツト流体として作用する。吸引サイク
ルを始めるには、プローブ４３を、容器４１内に
入れた水性液体４５内に浸す。このようなとき
に、外側をぬらす不混和性流体４７の流れが中断
され、水性液体４５が、第２Ａ図に示すようにプ
ローブ４３内に吸引される。不混和性液体４７
は、水性液体４５を排除してプローブ４３の内外
面を優先的にぬらすから、吸引された液体は、別
別の区分を形成する。この別別の区分は、不混和
性液体に包まれ、したがつてプローブ表面に接触
するのを防止される。

プローブ浸漬中に、少部分の過剰な不混和性流
体４７は、水性液体４５の表面張力のために、プ
ローブ４３の外面からぬぐわれ、容器４１内の水
性液体４５の表面にフイルムを形成する。プロー
ブ４３が引き出されるにつれて、このような過剰
な不混和性液体は、第２Ｂ図に示すように、プロ
ーブ４３の入口端部を密封し、吸引された液体区
分４５′を完全にカプセル化する。このようなカ
プセル化は、よく知られているように、液体区分
４５′とプローブ４３の内面との間の接触を防ぎ、
次次に吸引される液体区分間の汚染を防止する作
用をする。又不混和性液体４７のフイルムは、プ
ローブ４３の外面を覆い、プローブ４３が選択的
に浸される次次の液体源間の汚染を防止する。第
１Ａ図の分与用のプローブ１７の選択的に浸され
る若干の試薬源を設けることにより、試料分与場
所１３において、カツプ状容器３内に順番に導入
される試料区分が、選択的基準に従つて差し出さ
れ、異なるアナライトに対し分析できるようにし
てあるのは明らかである。

分与サイクルを始めるには、プローブ４３を、
試薬又は試料の分与場所に動かし、この分与場所
に位置するカツプ状容器４９の上方に位置させ
る。説明のために第３Ａ図、第３Ｂ図及び第３Ｃ
図は従来の試料分与場所を示す。この分与場所に
おいては、容器４９には、予め分与された液体５
１すなわち試薬が入れてある。図示のように容器
４９は、平らなほぼなめらかな底部５３を備えて
いる。又プローブ４３は、容器４９内に浸され
る。プローブ外面をおおう不混和性液体４７の流
れが中断され、その一部が後に残され、前記した
ように液体５１の表面をおおつてフイルムを形成
する。このときには、プローブ４３の端部は、不
混和性流体４７で密封され、液体区分４５′は、
カプセル化されたままになつている。液体区分４
５′が分与される際に、プローブ４３の入口端部
を密封する不混和性流体４７の一部は、第３Ａ図
に示すように抜け出して来る区分により膨張させ
られる薄い障壁フイルム４７′を形成する。液体
区分４５′が抜け出し続けるにつれて、障壁フイ
ルム４７′は膨張し続け、液体区分４５′を囲む。
この場合表面張力により球形すなわち球状にな
る。液体区分４５′は、第３Ｂ図に示すように小
球体５５として、プローブ４３から完全に抜け出
してしまう。液体区分４５′がかなりの寸法にな
る場合には、１連のこのような小球体は、容器４
９内に分与される。多くの例で、障壁フイルム４
７′は、液体媒体中に分与される場合でも又はか
らの容器内に分与される場合でも、そこなわれな
いから、カプセル化された液体区分４５′は、反
応に利用できない。

第３Ｃ図は、プローブ４３の端部が容器４９の
底部５３に隣接して位置する場合を示す。図示の
ように障壁フイルム４７′内でカプセル化された、
抜け出した液体区分４５′は、底部５３に押し付
けられる。底部５３がなめらかであるから、カプ
セル化された液体試料区分４５′は図示のように
ゆがみ、プローブ４３の端部と、底部５３との間
からすべり出るけれども、障壁フイルム４７′は
そこなわれることなく、第３Ｂ図に示すように小
球体５５を形成する。

本発明によれば新規な構造のカツプ状容器３に
より、障壁フイルムは分与された液体区分の完全
なカプセル化を行なわないようにする。第４Ａ図
に示すように、カツプ状容器３の底部２９には、
１つ又は複数の上向きの突起３１が形成されてい
る。分与サイクル中に、プローブ４３の入口端部
は底部２９に隣接して位置する。底部２９すなわ
ち突起３１と、プローブ４３の入口との間の間隔
は、分与サイクル中にプローブ４３に沿い著しい
背圧が増強されるのを防ぐのに十分な間隔であつ
て、計量に影響を及ぼさないような間隔であり、
そして又形成されるどの小球体の直径より小さい
間隔でなければならない。分与操作中に障壁フイ
ルム４７′内にカプセル化された液体区分４５′
は、突起３１に対して圧縮される。液体区分４
５′が抜け出し続けるときは、障壁フイルム４
７′は突起３１に押し付けられる。突起３１は、
障壁フイルム４７′を貫き、そのすべりを防ぐ。
液体区分４５′がプローブ４３から抜け出し続け
るときは、障壁フイルム４７′が破れ、液体区分
４５′が釈放される。或は突起３１は最終的に障
壁フイルム４７′を突き破る。底部２９が親水性
材料で形成されるときは、第４Ｂ図に示すように
突起３１は、液体区分４５′の釈放を加速する親
水性径路又は橋架部を形成し、カツプ状容器３内
の試薬と混合する。試薬分与場所１１における試
薬の分与の場合と同様に、カツプ状容器３が先に
分与された液体を含んでいなくても、障壁フイル
ム４７′は同様に破れる。従つて新規な構造の本
容器によれば、分与液体区分４５′を確実に利用
できると共に、プローブが選択的に浸される各試
薬源間又は引き続いての各試料源間の汚染を防ぐ
ために、不混和性流体を使用することができる充
分な利点が得られる。

突起３１を示したが、多くの変型による構造を
利用し同様な効果が得られるのは明らかである。
本発明の利点を得るためには、底部２９の上面
は、プローブ４３の入口端部とこのような表面と
の間からの抜け出して来る小球体のすべりを防ぐ
ことによつて、障壁フイルム４７′の破れを加速
するように処理され又は形成されなければならな
い。たとえば底面を、第５Ａ図に示すように砂吹
きし、プローブから抜け出す小球体が確実にすべ
らないようにする。この表面にこのようにして形
成した顕微鏡的突起は、障壁フイルム４７′を突
き通しこれを拘束する作用をする。又底部２９に
は、第５Ｂ図に示すような円すい状の突起５７を
形成してもよいし、又は第５Ｃ図に示すような棒
状の突起５９を形成してもよいし、又は抜け出し
て来る小球体を拘束し突き破るための突起を形成
するように設計された任意特定の親水性表面を形
成してもよい。

以上本発明をその実施例について詳細に説明し
たが本発明はなおその精神を逸脱しないで種種の
変化変型を行うことができるのはもちろんであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図は複数個の新規な反応容器すなわちキ
ユベツトを備えた本発明反応トレイの等角投影図
である。第１Ｂ図は１つの反応容器の等角投影図
である。第２Ａ図及び第２Ｂ図と、第３Ａ図、第
３Ｂ図及び第３Ｃ図とは、米国特許第4121466号
明細書に記載してあるような吸引−分与プローブ
の吸引サイクル及び分与サイクルをそれぞれ示す
縦断面図である。第４Ａ図及び第４Ｂ図は本発明
反応容器の１実施例の縦断面図である。第５Ａ
図、第５Ｂ図及び第５Ｃ図は本発明反応容器のそ
れぞれ異る変型を一部を切欠いて示す針視図であ
る。 １……反応トレイ、３……カツプ状容器、１１
……試薬分与場所、１３……試料分与場所、１
７，１９……プローブ、２９……底部、３１……
突起。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 親水性材料から成り、複数の内向きに延びる
   突起を備えた少くとも１つの表面を内部に備え、
   内容物の分析のために、サイトパスを形成する、
   カツプ状容器。 ２ 前記表面に、複数のうね状の突起を形成した
   特許請求の範囲第１項記載のカツプ状容器。 ３ 前記表面に、複数の円すい状の突起を形成し
   た特許請求の範囲第１項記載のカツプ状容器。 ４ 前記表面を砂吹き等により処理した特許請求
   の範囲第１項記載のカツプ状容器。 ５ 前記サイトパスを形成する、互いに平行な少
   くとも２つの透明な対向する壁部分を備えた特許
   請求の範囲第１項記載のカツプ状容器。 ６ 前記カツプ状容器が水平の支持体に取り付け
   られるときに、前記カツプ状容器を支えるよう
   に、このカツプ状容器の横方向に突出する手段を
   備え、前記水平支持体に取り付けられるのに適す
   る特許請求の範囲第１項記載のカツプ状容器。 ７ 前記カツプ状容器が前記水平の支持体に取り
   付けられるときに、前記カツプ状容器の向きを定
   めるように、互いに平行でなく互いに対向する２
   つの壁部分を備えた特許請求の範囲第６項記載の
   カツプ状容器。 ８ アクリル材料又はポリスチレン材料で形成さ
   れた特許請求の範囲第１項記載のカツプ状容器。 ９ 前記１つの表面が、前記反応容器の底部の少
   くとも一部分を形成する特許請求の範囲第１項記
   載のカツプ状容器。 １０ 内部に液体を分与するためにプローブを受
   け入れるのに適する特許請求の範囲第１項記載の
   カツプ状容器。 １１ 前記サイトパスを形成する前記対向する壁
   部分の少くとも一部分が、親水性内面を備えた特
   許請求の範囲第５項記載のカツプ状容器。 １２ 前記突起が、鋭い突起である特許請求の範
   囲第１項記載のカツプ状容器。 １３ 前記鋭い突起が、刃のある突起である特許
   請求の範囲第１２項記載のカツプ状容器。 １４ 前記鋭い突起が、先のとがつた突起である
   特許請求の範囲第１２項記載のカツプ状容器。 １５ 複数の反応容器を備え、軸線のまわりに回
   転させられるのに適する反応トレイにおいて、前
   記反応容器を前記軸線のまわりに円形に配置する
   ことにより、前記反応トレイの回転によつて前記
   各反応容器を、順番に液体分与場所に前進させる
   ようにし、前記各反応容器の内部に、親水性材料
   から成り複数の内方に延びる突起を備えた少くと
   も１つの表面を設け、前記各反応容器が、内容物
   の分析のために、サイトパスを形成するようにし
   た反応トレイ。 １６ 前記反応トレイを回転軸に取付けるための
   中心穴を形成した特許請求の範囲第１５項記載の
   反応トレイ。 １７ 前記反応トレイの前記回転軸への取付けを
   容易にするように、前記中心穴を囲む構造を設け
   た特許請求の範囲第１６項記載の反応トレイ。 １８ 前記各反応容器を、前記反応トレイの半径
   に沿つて配置した特許請求の範囲第１５項記載の
   反応トレイ。 １９ 前記１つの表面に、複数のうね状の突起を
   形成した特許請求の範囲第１５項記載の反応トレ
   イ。 ２０ 前記表面に、複数の円すい状の突起を形成
   した特許請求の範囲第１５項記載の反応トレイ。 ２１ 前記表面を、砂吹き等により処理した特許
   請求の範囲第１５項記載の反応トレイ。 ２２ アクリル材料又はポリスチレン材料で形成
   された特許請求の範囲第１５項記載の反応トレ
   イ。 ２３ 前記各反応容器に、前記反応トレイの半径
   に沿つて位置させられる貫通するサイトパスを形
   成するように、所定距離を隔てて配置された互い
   に平行な２つの透明な側部を設けた特許請求の範
   囲第１８項記載の反応トレイ。 ２４ 前記各反応容器を、前記反応トレイ内に一
   体に形成した特許請求の範囲第１５項記載の反応
   トレイ。