JPH01502133A - 生物学的流体中における抗原又は抗体を測定するための自動分析装置 - Google Patents

生物学的流体中における抗原又は抗体を測定するための自動分析装置

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JPH01502133A JP62506550A JP50655087A JPH01502133A JP H01502133 A JPH01502133 A JP H01502133A JP 62506550 A JP62506550 A JP 62506550A JP 50655087 A JP50655087 A JP 50655087A JP H01502133 A JPH01502133 A JP H01502133A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 8パ におけるー7、 は− :″′L″るための 昏ノ 1装置 本発明は、特異的な抗原/抗体複合体生成物の形成により生物学的流体中の抗原 又は抗体を測定するための自動分析装置に関する。その複合体生成物は、測定細 胞への複数の複合体形成パートナ−の添加に起因し、ここで前記パートナ−反応 体の一つは、場合によっては初めに磁気粒子に結合されている。その装置は、そ の内容物のインキュベーションの間、分析セルを温度調節するための手段、及び 充填ステーションから中間ステーションを通して排出ステーションにセルを移動 するために閉回路内で段階的に作用するトランスファー装置を含んで成り、ここ で前記中間ステーションがビペ7)試薬分配ステーション、ブレンディングステ ーション、洗浄及び分離ステージシンを含んで成り、これらのすべては、該装置 が予定する多くの特定の分析を行なうことに関与される。
異なった液体に対する種々の種類の生物学的分析を行なうことができるタイプの 装置は、すでに報告されている。あらゆる種類の分析は、少なくとも1つの特定 の試薬の使用を必要とするので、装置自体にいくつかのこれらの試薬を貯蔵する ことは一般的不便である。それぞれの分析セルに密接に関係する試薬を有するこ とが好ましく;よって、1つの特定の種類の分析を行なう場合、分析セルに関連 する特定の分析試薬を含む特定の反応セルを使用すべきである。ある場合、試薬 は、セル壁土に皮覆の形で存在する。他の場合、分析物に特異的な試薬が、ビー ズ上に付着され、そしてその被覆されたビーズが、セル中への導入の後、分析物 と反応する。これらの技法の利点は、遠心分離による分離を避けることである。
しかしながら、欠点は、利用できる試薬を被覆された表面が比較的小さな領域で あることであり、すなわち低い感度を意味する。
試薬がひじょうに小さな粒子、たとえばラテックス粒子中に組入まれ、すなわち 抗原又は抗体反応体により被覆されているような他の実施B様が存在する。抗原 /抗体複合体が形成される態様においては、粒子の合計数に対する前記複合体を 生成する粒子の百分率が測定される。従って、この種の技法は、遠心分離による 分離段階をどこかで必要とする。このためには、同じ反応条件にゆだねられるす べてのセルを単一のローター上に集めるべきであり、又は他方、異なった条件に ゆだねられる多くのセルの場合、ある段階で反応ステーションから遠心分離ロー ターに移されるべきである。従って、初めの場合は、異なった種類の反応と共に 、インキュベーションの時間が異なる同じ種類の反応を単に行なうべきであり、 そして2番目の場合、転送段階は、ひじょうに複雑な機構を用いることを要する であろう。
非特異的な中間結合剤により通常、磁気粒子上に免疫反応体を固定することも提 案されている。従って、粒子の表面上での抗原/抗体複合体の形成の後、粒子の 分離が遠心分離なしに達成され得る。磁場の連続的な適用に続いての分離の後、 液体がセルから除かれ、セルがすすがれ、そして新しい試薬が、固定された免疫 反応体に結合された酵素ラベルと反応し、そして次に測定されるカラーシグナル を発生する粒子との接触のために導入される。
本発明の目的は、生物学的流体における抗原又は抗体の測定のための且ついくつ かのタイプの分析物を同時に実施することができる自動装置であり、すなわちこ の装置により、通常の回転床上に同じ分析にゆだねられるいくつかの細胞を集め 、そしてその分析が終わるまで待つ必要なく、他の一連のセルを用いることによ って異なったタイプの分析を行なうことができる。
従って、生物学的流体における抗原又は抗体の自動測定のために適切な分析装置 が、添付された請求の範囲第1項に定義される。
本発明の装置は、多くの利点を有する。それはひじょうに多機能的であり、そし て同時に、多くの異なった種類の試験をもたらすことができる。このためには、 それぞれのセルがその前後に位置する他のセルに独立して作動すべきである。
試薬の固定化のために使用される磁気粒子はひじょうに細か(、そしてそれらは 、卓越した感度を可能にする抗原/抗体免疫複合体を構成するための広範な特異 的領域を有する。遠心分離段階は、磁気を単に用いることによって行なわれる分 離をもたらすためには必要とされない。この分離は、異なった分析物及び反応物 に機能するインキュベーション期間を変えることができる所望する時間で、制御 可能的にもたらされ得る。放射性マーカーは必要でなく、そして放射線からの保 護の問題は無視され得る。
実施条件下で、本発明の装置は、考案的に単純であり、使用するのに容易であり 、そしてその柔軟性のために、それは病院における実験室作業及び医学的な家で の実施に応用される。事実、毎日の診断の間、医者は、異なった種類の免疫反応 に関与する種々の体液を短期間で測定することを所望する。
通常、実験室において起こるものとは異なって、医者が、この種類の分析物に単 に予定されている装置の台を完全に充填するのに十分な同じ種類の多くの分析サ ンプルを、1日中集めることは不便である。これに反して、本発明の装置に関し ては、医者は、たとえば毎日、異なった体液の多くのサンプルを集めることがで き、そして実際同時にそれらを分析にかけることができ、ここでそれぞれのセル は、所望する分析の種類に従って個々に作動される。
添付図面は、本発明の自動分析装置の実施態様の例を例示する。
第1図は、完全な装置の透視図である。
第2図は、装置の底部図である。
第3図は、第1図の一部の拡大平面図である。
第4図は、第3図のIV−IV線にそっての断面図である。
第5図は、第1図の第1の半径方向断面図である。
第6図は、第1図の第2の半径方向断面図である。
第7図は、第1図の第3の半径方向断面図である。
第8図は、第1図の第4の半径方向断面図である。
第9図は、第1図の第5の半径方向断面図である。
第10図は、第9図のx−X線にそっての断面図である。
第11図は、第10図のXI−XI線にそっての断面図である。
第12図は、本装置の制御システムの構成図である。
次の記載において、用語“生物学的流体”とは、生物学的媒体に生物学的物質を 含むいずれかの流体、懸濁液、・溶液又はエマルジョンを意味する。
本発明の分析装置は、分析されるべきサンプルの反応セル3を保持するために等 しく一定の間隔を保たれた周囲の放射状収容くぼみ2を備えたトランスファーデ ィスク型台1を含んで成る。このトランスファーディスク1は、このフレーム4 を横ぎり、そしてその下側部に放射状に溝削りされた歯車6.6a(第2.7図 )を担持するシャフト5によりフレーム4上に回転固定される。段階モーター8 に固定された駆動歯車7は、放射状離隔が、歯車6における2個の連続した放射 状スロットの栓9と一致する2個の栓9を担持する。この駆動ピニオン7の軸は 、放射状に溝削りされた歯車6の縁と一致し、その結果、駆動歯車7のそれぞれ の半回転の後、栓9は、2個の隣接する放射状スロフ)6aと再びかみ合い、そ してその歯車6は、1段階前に駆動される。明確に、歯車60個々の移動段階は 、トランスファ一台lの放射状くぼみの前進段階の1つに一致する。
トランスファーディスク型台1は、比較的に厚いアルミニウムプレートで製造さ れるが、しかしこの厚さは、それぞれ2個の反応室3b(この底は放射状くぼみ 2の両側上でトランスファーディスク1の表面上に静置する)に結合された2面 容器3a下に存在するセル3の部分よりもわずかに低い。
これらの放射状くぼみの型状は、その中に静置するセルの部分の形状に密接に一 致し、その結果、放射状くぼみ2の壁とセルの壁との間のひじょうに堅い接触が 確保される。
電気発熱体R(第4〜7図)は、トランスファ一台1のアルミニウム体中に埋込 まれ、そしてセル中の分析サンプルとそれぞれの対応する試薬とを反応せしめる ために必要とされるインキュベーション温度に依存する所望の値にトランスファ 一台1の温度を維持するために適合された温度調節要素Tからの制御下にある。
いくつかの作動ステーションがトランスファ一台1のまわりのフレーム4上に分 配されている。第1ステーシヨンは、セル3がトランスファ一台1の放射状くぼ み2中に配置される充填ユニット10である(第1,3及び4図)。このユニソ )10は、放射状くぼみ201つの反対側に面する、セル3のためのアブローチ ングー傾斜路11を含んで成る。このユニットはまた、水平軸上に軸受けされた バネ式ブレード12及びローラーも担持する。このブレード及びローラー13は 、弾性材から製造され、そしてセル内のサンプル及び続く再生インキュベーショ ン条件の適切な温度調節を確保するために放射状くぼみ2の壁及びセルの壁ので きるだけ強い接触を付与するためにディスク1上で充填セル3をそれぞれ横から 及び上部から圧縮するように企画されている。
トランスファーディスク1の外側に面するそれぞれのセル3の側壁は、実施され るべき分析の種類に関してコードされた識別標識を担持する。そのコードは好ま しくはディジタルであり、そしてHewlett−Packardからの高感度 反射検出器により構成されている特別なセンサーによりプローブされ得る、種々 の厚さの一連のMMして一定の間隔を保たれたバーを含んで成る。このセンサー は、この後記載されるであろう第12図のブロック図により例示される制御ユニ ット15の入力に連結される第2作動ステーションに相当する0次の2種の作動 ステーションは、2種のピペット添加ステーション16及び17により示され、 そして個々のステーションはそれぞれジグ18及び19を有する。個々のジグ1 8及19のアームは、目盛を定められた管及びピストンによりそれぞれ構成され た2種の目盛を定められたピペット24及び25にそれぞれ柔軟なホース22及 び23によりそれぞれ連結された中空のとがったドロッパ−20及び21をその 自由端で担持する。
個々のジグ18 、19の垂直部分(第2.5図)は、フレーム4と補助ジグ4 aとの間にそれぞれ締結された管状セクション26 、27を含んで成り、ここ でセクション26は、それぞれ移動できる固定された管状部分28.29(この 上部端はジグのアーム18.19をそれぞれ付与されている)を含む。
両ジグの駆動機構は同じであるので、単にジグ18の駆動機構は第5図に例示さ れ、そしてさらにこの後、この開示により詳しく記載される。
移動可能な管状部分28の低い末端は、補助ジグ4aの底面から突出する。この 端は、球軸受30を付与され、そしてこの外側のリングは、ロフト32にかみ合 うラグ31を含んで成り、そしてロフト32の他端は、補助ジグに結合された同 機モーター35の駆動軸により内部のディスク34自体にクランク方向に締結さ れたもう一つのラグ33にかみ合う。
この可動性管状部分28の低い末端は、同期モーター39の駆動軸に固定された ディスク38に締結されたピン37と、スリット36aを通してかみ合うアーム 36をさらに担持する。
このディスク38 (第2図)は、光検出器42に面する光源41の前に動く円 周形放射状スリット40を付与される。これらのスリットにより、ディスク38 の傾斜位置が、アーム36の所望する傾斜位置の機能として検査され得る。アー ム36の自由端で開口する切り目36aはまた、アーム36により占められるべ き傾斜位置のそれぞれにおいて補助ジグ4aに締結された円柱状誘導ロッド43 にもかみ合う。
トランスファーピペット16の第1番目のものは、1つの方向又は他の方向に断 続的に傾斜された振動台45に固定されたレザーパー44(第1図)中に固定さ れた抗体を担持する磁気粒子の@濁液を移す予定のものである。レザーパーは、 カナリアーファウンティン(canary−fountains)の原理に従っ て、液体のレベルを一定に保つ。それは、液体中に懸濁液の粒子を維持する振動 台45によって付与される断続的振動に続く撹拌作用を提供するためにその底の 中央部に二重斜面44aを含んで成る。
2種の液体供給スタージョン16及び17は、第1洗浄ステーシヨン46(第6 図)及びこの前に及びそれと結合された4個の同一の磁気分離装置47 (第2 及び6図)を含んで成り、そしてその分離装置のそれぞれは、トランスファーデ ィスク1の周囲の反対側に位置し、そして2つの放射状くぼみ2の間の段階に相 当する距離によりお互いから角度的に分離される。すべてのこれらの磁気分離装 置が同一であるので、それらの1つだけが本明細書に記載されている。この装置 47は、トランスファーディスク1に対して接線方向に方向づけされた水平軸5 00回りに軸受された振動キャリヤー49に締結された永久磁石48を含んで成 る。連結ビン51は、軸50に平行して、振動キャリヤー49に締結され、そし て押込ロッド52の一端を横切り、この他端は電磁石54の可動性電気子に結合 されている。押込ロッド52は、この押込ロッドとフレーム4に装置47を結合 する小プレート56との間で圧縮される圧縮戻しバネ55により囲まれている。
4個の磁気分離ステーション(これらのうち3個は洗浄ステーションの先にある )の存在の理由は、反応セル3の壁3上へのすべての磁気粒子の集合を可能にす るために十分な時間を提供することであり、そして前記壁は、永久磁石が、可動 性アマチュア−53の作用を通して及び戻しバネ55の力に対して押込ロッド5 2を作動する電気磁気54の作用下で、振動キャリヤー49の振動性運動により これらの壁にひじょうに近づけられる場合、永久磁石に隣接する。
第1の洗浄ステーション46は、C形ブラケットを含んで成り、そしてこの中の 平行アームの1つがフレーム4に締結されている。スライド誘導部分58がC形 ブラケットの2個のアームの間に位置し、そしてその端でそれぞれ2対のホース 60a及び60b(1つのみが第6図に示される)、61及び61b(第1図) を担持する横のアーム59aを付与されるスライド59を誘導し、そして前記そ れぞれの対は、洗浄ステーション46に位置する場合、それぞれのセル3の2個 の反応室3bの1つの上に配置される。スライドは、ロフト69により同期駆動 モーター68に連結され、そして前記ロッドの一端は、スライド59に連結され 、そして他端はモーター68の駆動軸に締結されたディスク70中心に結合され ている。
それぞれの対のホース5Qa、61aの1つは、バネ65により注ぎ口63の受 座に対ぼ伸縮自在に圧縮されたバルブ64により制御される注ぎ口63により吸 入源62に連結される。
電磁石67の可動性アマチュア−に連結された押込ロンドロ6は、反応室3bに おける吸入作用が中断される場合、バネ65の押しに対して注ぎ口63の受座か らバルブ64を引き上げるためにバルブ64下に配置される。
それぞれの対における他のホース60b、61bは、入口がすすぎ用液体レザー パー72に連結されているピストンポンプ71の出口に連結される。
バルブ64を駆動する押込ロンドロ6を動かす電磁石67は、ポンプ71のピス トンを動かす同期駆動モーター(示されてはいない)と同時に関係し、ポンプ7 1のピストンの吸収ストロークの間、反応室3bのそれぞれの中の液体をホース 60a、61aを通して吸入するために注ぎ口63のバルブを閉じ、そしてピス トンポンプ71の排出ストロークの間、注ぎ口63のバルブを開き、そして従っ てそれぞれの反応室3b中にホース60b、61bを通して一部のすすぎ用液体 を導入する。
第1洗浄ステーシヨン46に続いて、縦振動の動きを付与する!磁石79に完全 に締結されたロンドア8(第7.8図)を含んで成る第1混合ステーション77 が存在する。フレーム4に締結されたインクライン73は、混合操作の間、セル 3をわずかに持ち上げることができる。このロッド78は、トランスファーディ スク1上に位置するセル3の一部に対して面するように方向づけされ、その結果 、ディスクの中心に向かってのその縦の置換が、前記ディスク1の上部平面のま わりでセル3を振動させる。戻りバネ80は、セル3が位置する放射状くぼみ2 の壁に対してセル3の低部を維持し、その結果、電磁石79がもはや活動しない 場合、そのセル3の低部は放射状くぼみ2の壁に押し戻され、この連続した動き は、セルの内容物を撹拌するのに十分な振動数で存在する。
混合効率を改良するために、たとえば少量のビーズが、このセル3の反応室3b のそれぞれの中に初め導入される。混合ステーション77に隣接して、充填ステ ーション10のローラー13が存在する。側圧を付与するためのブレード12は 、眼に見えないが、しかしそれは装置上に存在する。
混合ステーション77に続いて、4個の追加の磁気分離ステーション47が存在 し、この中の4番目のステーションは、第1洗浄ステーシヨン46と同一の第2 洗浄ステーシヨン81に連結される。これらの2種の洗浄ステーション46と8 1との相違は、単に自然界での機能である。従って、第2洗浄ステーシヨンは、 本明細書においてはさらに論議されないであろう。さらに、第1洗浄ステーシヨ ン46の場合、洗浄サイクルは、それぞれの反応室3b中への洗浄液体の一部の 計量分配により終結し、第2洗浄ステーシヨン81の場合、そのサイクルは、こ れらの室3bからの液体のアスピレーションによる除去により終結するが、セル 3は、分析されるべき結合抗原を担持する磁気粒子を反応せしめる。
次の2個のステーション82及び83は、液体基質を計量分配するピペットの段 階及び続り、金属粒子の固相に結合された酵素マーカーと前記基質との反応を停 止するために試薬の添加のために、それぞれ存在する。
2個のピペットステーション82.83(第1図)は同一であり、その結果、1 つの針のみが詳細に記載されている。洗浄ステーション46及び81に関しては 、これらのピペットステーションのそれぞれは、C型の支持ブラケット84を含 んで成り、そしてこのブラケットの底部の水平部はフレーム4に締結されている 。スライド誘導部分85は、ブラケット8402種の平行部分の間に位置し、二 重チャネル蝙動性ポンプ91にそれぞれ柔軟なホース89及び90により連結さ れている、その端で2つの中空端87 、88を担持する横のアーム86aを付 与されているスライド6を誘導する。この例において、ポンプは、ISMATE CSA、Zurichにより製造された高精度のモデル、”MINT−5−8” である。
このポンプは、半円形ベース92を含んで成り、そしてこれに対して、計量分配 されるべき生成物のレザーバー(示されていない)に延びる2本の柔軟なホース 89 、90が横たわる。
ディスクがその半円形ベース92の中心に回転できるように据えつけられ、そし てモーター(示されていない)の駆動軸にボルト締めにされている。このディス クは、円周上に据えつけられた一連のシリンダー95を担持し、この縦軸はディ スクの回転軸94に平行である。これらのシリンダーの直径は、それらと半円形 ベース92との間の空間が柔軟なホース89 、90の壁の厚さの2倍、すなわ ち、それらの2本のホースが締めつけられる場合の厚さになるように選択される 。それらが回転軸940回りを回転する場合、シリンダー95は、それらの間の 液体の容量増分を得、そしてシリンダー95の回転が接続するにつれてこの容量 を押し出すことを意味する規則的な間隔で柔軟なホース89 、90を絞る。シ リンダー95を担持するディスクのために選択されたアンギュラ−置換は、ポン プにより吸い上げられた容量増分の数及び結果として計量分配される液体の容量 を決定する。
スライド86は、ロッド100を通して同期モーター99の軸に締付けられた駆 動プレートの中心97(第2図)に連結される。
混合ステーション77と同一の第2混合ステーション101(第1図)は、ピペ ットステーション83の後に配置される。
アーム102はフレーム4上に振動できるように据え付けられた垂直軸103と 一体化し、そして排出傾斜路104にセルを向ける。垂直軸103の低部端は、 同期モーター76の軸上に締付けられた駆動プレート107と一体化する中心1 06とかみ合う縦型溝を付与された水平アーム105(第2図)を担持する。
検出器として作用する光電池108(第3図)は、充填ユニッ)10の前に存在 し、そしてくぼみ2が接近傾斜路11の反対側に配置される前、1つの段階であ るくぼみ2の反対側に配置される。接近傾斜路11に第2の検出器の光電池が存 在する。充填押出ロフト110(第3及び4図)は、傾斜路11の延長の方向に 充填ユニット10上で移動できるように据え付けられる。この押出ロッド110 は、同期モーター114の軸上に締結された回転溝車から突出する中心112と かみ合って、縦型の溝を提供する、横に延びるアーム111に締結される。
測定ユニフ目15により構成される最終ステーションは、トランスファ一台1の まわりのどこかに配置される。反応セルは個々にプログラムされ、そしてそれら のいくつかはトランスファ一台1と共に他と異なる回転数で回転すべきであるの で、最後の作動ステーションを構成する測定ステーション115は、トランスフ ァ一台1のまわりのいづれかに存在することができる。この例において、ピペッ ト24及び25と螺動ポンプ91との間の1つの位置は自由であり、そしてそれ は実際の実施に依存して選択される。
この測定ステーション115(第9,10及び11図)は、Vital−Sci entific Company(the Netherlands)からの市 販の装置、タイプ1.S、Pの光度計に柔軟なホース117により連結されてい るピペット装置116を含んで成り、そして前記光度計は、この光度計の測定キ ュベツト中に分析されるべき液体を移すためのピペット装置に結合される。
液体を滴下するための柔軟なホース117は、フレーム4上に据え付けられたC 型ブラケット122に締結されている垂直スライド誘導体121に据え付けられ ているスライドロッド120上で垂直軸のまわりに軸受けされたアーム119に より保持される。そのアーム119は、ブランチ119aを有し、このブランチ の端は、C型ブラケット122の垂直部分の内部面に付与されている溝123.  124の1つ又は他とかみ合っている。
第10図に示されるように、スライド−ロッド120は、それぞれ2つの溝12 3. 124とかみ合って2つのフィンガー120a 、120bを担持する。
第11図は、これらの2つの溝123、 124が、それらの上部端でお互い連 続することを示す。
第10図は、連結アーム119が、アーム119のアンギュラ−置換(この振幅 は、実線及び点線で描写された位置から推定され得る)に対してロッドをある程 度自由にするナックル継手によりロッド125にさらに連結されることを示す。
このアームは、戻しバネ129により実線で描写された戻し位置で通常存在し、 そしてこのバネの端は、アームに連結され、そして他端はスライドロッドに締結 される。このロッド125は、駆動モーター128(第2図)の軸に締結された 駆動溝車の中心126とかみ合うようにフレーム4上に配置される。
ロッド130は、2つの溝123. 124が一緒に結合する部分を定義するC −ブラケット122の側壁にスライドできるように据え付けられている。このロ フト130は、電磁石132の可動性アマチュア−131に連結され、そして戻 しバネ133により引き戻される。
第12図のブロック図は、上記分析装置を制御するための電子回路に関する。
このブロック図は、2セントの回路板を含んで成り、そして1つのセントは、バ スバーに連結された標準の回路板を含んで成り、そして他のセントは、装置の制 御及び操作成分と残る電子プロセシング回路との間でインターフェイスとして作 用する特定の回路板を含んで成る。
回路の中心は、並列及び一連の入力及び出力を含んで成る、GESPACCom pany、Genevaのマイクロプロセンサー板MI、すなわちGES 5B S−4であり;その入力は、トランスファーディスク1の反対側に位置するそれ ぞれの反応セル3のバーコード検出器に連結される。第2バー読取りプローブ1 4は、特定の試薬により充填されたセルのそれぞれのロフトの製造者により提供 された説明書に従って、補正データ及び寸法規制データを有するマイクロプロセ ンサーの供給を意図する。事実、セルのサイドレザーバー3aに貯蔵されている 試薬は、操作ごとにわずかに変化する。ロフトの性質に依存して、製造業者は、 補正ファクター及び寸法規制ファクターをパンケージ上にバーコードとして示す 。次に、作業者は、プローブ14aによりマイクロプロセンサー記憶中にそのフ ァクターを手動的に導入することができる。
他の標準板は、データーの量がこの記憶の容量を越える場合、マイクロプロセン サー板の記憶を補充する記憶MEの拡張である。この板は、固定記憶(ROM) 及びランダム・アクセス記憶(RAM)を受け入れるためにつながれ、そして後 者は、主要電力の故障の場合、電池に連結される。
電池により電力を供給された板CCは、時間及びデータを指摘する。
一般的目的の入力−出力板GPIは、オペレーターのインターフェイス、すなわ ちキーボード、表示、プリンターに関連して入力及び出力要素として、作用する 。
入力−出力板は、ピペットを制御するためにラインR5−232Cにより装置C Oに連結されたシリーズである。
3種の一般目的の入力−出力板GP2.GP3.GP4は、次のようにして使用 される:GP4は、光学的検出器108及び109のために及びトランスファ一 台1の加熱レジスターR及びこのトランスファ一台lの温度を測定するためにゲ ージSに連結された温度調節板THのためにインターフェースとして作動する板 DEからのシグナルのための入力として作用するようにプログラムされている。
GP2及びGP3は、種々の成分を駆動するいくつかのモーター及び磁気分離及 び混合ステーションの電磁石を制御するインターフェース板、IM及びIsのた めのインターフェイス出力として作用するようにプログラムされている。BUS バーに連結されたすべての板は、Compony GESPAC,Geneva から入手でき;それらの同定参照番号は:記憶MHのためにHEM−3;板cc のために71?l−IM S板GPI(7)ためニPIA−2W ;板SEのた めニ5IO−IE ;板GP2.GP3.GP4のためにPIA−2Wである。
装置の種々の作i成分と標準板との間のインターフェースを構成する特定の板に 関しては、板DEは、伝達又は反射により実質的に作用するオプトエレクトロ二 フク検出器と及び温度調節成分の端子と接続されることが注目される。この板は 、板CP4との連結ライン上に入力フィルターを含んで成る(時間定数1m5) 。
板IMは、同期モーターを駆動するために、電気スイッチ及び24VのAC!圧 により達成される低レベルのデジタルシグナルの通過を可能にする。
板Isは、制御段階による低レベル高出力のデジタルシグナルの伝導を可能にす る。機械部分を駆動するために、短時間(0,3秒)、十分な出力が適用され、 その後、作動電圧は、加熱を避けるために正常な電圧の約20%に制限される。
温度調節板は、検出器としてサージスター及びパルス幅に対して作用する調節さ れた出力制御により調和した制御を提供する。その板の状態の制御は、次のスケ ムに従って2種のラインにより達成される。
00:連結されていない/オープンサージスター01:低すぎる温度 10:高すぎる温度 11:正しい温度 後者は、37±0.2℃で安定化される。サージスターが不完全(状B00)で ある場合、加熱力が自動的に中断される。
BυS結合バー及びそれらに連結されている板に関しては、いくつかの製造業者 からの種々のモデル、すなわち5TD−BL!5(PROLOG)、G−64B us(GESPAC)、Eurobus (PEP)が選択され得る。
もちろん、本明細書で論議された全回路は、特定のマイクロプロセンサー回路板 の形で開発された。
成分P)I、に、D及びPRは、本発明の開示内に特別に記載又は例示されてい ない従来のものである測定光度計、制御キーボード、表示装置及びプリンターに それぞれ関する。成分P)(I 、KI 、Dl、PRIは、これらの成分のた めのそれぞれのインターフェース回路を表わす。
本発明の態様において、トランスファーディスク又は台1は、30個の放射状く ぼみ2を含んで成り、そして従って、30個のセルを同時に処理できる。トラン スファーディスク1の連続した2段階の間隔は、15秒であり、その結果、ディ スクの1回転は、30 X 15秒=7,5分続く。7.5分の期間は、1つの サンプルの分析の時間に一致しないが、しかし装置により行なわれるすべての分 析に使用されるべき基本的な期間を構成し;これに関しては、それぞれのセル3 は試験されるべき分析サンプルのインキュベーションを達成するのに十分な時間 、ディスク1上に存続することができることが注目され;これは、この後記載さ れるであろう。
装置が開始される場合、トランスファーディスク1上のアンギュラ−参照マーク が同定され、すなわち計算及び制御回路は、1つの放射状くぼみ2の初期の位置 及び結果的に、第1番目のセル3の位置を確立し、そしてこれは残るくぼみ及び 対応するセルを30まで数字により連続的に配列することを可能にし、従って続 いて、与えられたアンギュラ−位置におけるすべてのセル3の番号をいつでも決 定できる。
セルがアクセス傾斜11上に位置するようになる場合、それは、計算及び制御ユ ニットにシグナルを伝達する検出器のプローブ109により検出される。検出器 108が、ディスクが1段階前に進行した後、トランスファーディスク1上での セルの存在を同時に検出しない場合、充填押出ロッド110が代わりの動きに駆 動され、そしてセル3を対応する放射状くぼみ2中に押出す。
前記のように、それぞれのセルは、バーコードにより外側の面にマークされる。
トランスファーディスクトは、セル3を段階的に、トランスファーディスク1の くぼみ2の2種の連続するアンギュラ−停止位置の間に配置されたバーコード読 取りプローブに動かす。この動きの間、セル3は、そのくぼみ2中にセル3を堅 く押しつけるフレード12及びローラー下を動く。それが読み取り検出器14の 前を通過する場合、計算及び制御ユニットが分析サンプルに対して行なわれるべ き分析のタイプを同定する。セル上に記録された情報により、使用者はセルを選 択することができ、そしてこのセルのレザーパー3aは、特定の分析サンプルを 試験するために適切な1又は複数の試薬によりすでに満たされている。この初期 情報に゛より、及び計算及び制御ユニットがディスク1上での開始参照マークに 関するこのセルのアンギュラ−設定を記憶していることを考慮して、それぞれの ステーションは、その中で行なわれるべき操作に対する特定の指令を受けるであ ろう。
セルは2個の反応キュベント(1個は分析サンプルのために存在し、他は最終的 に測定に使用されるべき比較ブランクのために存在する)を含むことが思い出さ れるべきである。
トランスファーディスク1上にセントされたばかりのセル3は、レザーパー44 中に固体磁気相の懸濁液を初め提供されず、その結果、ジグ18に連結されたピ ペット24は作動されない。従ってこのセル3は、第2ジグ19に進む。次に、 玉軸受3に連結された可動性管状部分29は、モーター35の軸に固定されたデ ィスク34に締結されたジャーナル33により駆動されるロッド32により押え られる。この管状部分29の置換は、ジグのアーム19及び中空のドロンバ一端 の置換を導びく。この動きの間、その端は、前記端21下に位置する横のレザー パー3a上の保護キャップ(示されていない)を通して貫通し、そしてそれは、 このレザーバー中の試薬、たとえば免疫パートナ−のレベル以下に貫通する。柔 軟なホース23により中空端に連結されているピペット25の測定ピストンは、 所望の液体の体積に対応するストロークで表示されていない機構により置換され る。次に、ロッド32が管状部分29を持ち上げ、この後、その部分は、ピン3 7によりアーム36とかみ合ってディスク38により角度的に駆動される。中空 端がセルの反応室3bの上にある場合、ロッド33は再び管状部分29を低め、 この中空端21を反応室中に進める。ピペット25の測定ピストンは、所望する 試薬の量に対応するストロークで後方へ動く。管状部分29は再びロッド32に より持ち上げられ、次にそれは、セル3の他の反応室3bに対してジグのアーム を配置するために、アーム36とかみ合って伝導装置中のディスク38により角 度的に置換される。中空端は再び低められ、隣接する室に同じ投与量の試薬が計 量分配される。最終的に、ジグ19は、レザーパー3aの反対側の出発位置に戻 り、このレザーバーにおいては、反応室3b中に計量分配された試薬の投与量が ポンプで吸い上げられ、そして中空端が初期のサンプル試薬の未使用部分をその 中に放すことができる。次にジグ19は、さらにもう1度持ち上げられ、このレ ザーバーから中空端が除かれる。
完全な試薬供給サイクルは、トランスファーディスク1の2回の連続した置換段 階を分ける15秒間隔で達成した。得られる分析のタイプに依存して、セル3の 第2レザーパー33が第2試薬を含む場合、試薬は、前記操作に従って両室3b 中に分配される。
次に、トランスファーディスク1は、その段階的回転を続、ける。当然、トラン スファーディスク1上に存在する他のセルは、その中で行なわれるべき分析の機 能的処理をそれぞれ受け、その結果それぞれの作動ステーションは、それに面し て配置される細胞に対する適切な指示を受ける。
1又は複数の試薬がキュベツト中に導入されている場合、インキュベーション期 間が開始される。前記のように、キュベツト中の媒体の温度調節は、キュベント の壁と放射性くぼみ2の壁とを接触せしめることにより達成され、ここでディス ク1はその中に埋込まれた抵抗発熱体Rにより所望する温度に加熱される。
この例において、回転の期間は、7.5分(30個の放射状くぼみ=それぞれ1 5秒の30段階)であり、そして液相が固相の分離の後、セルから除かれる位置 に依存して、部分的な回転の時間をそれに加えるべきである。従ってインキュベ ーション時間は、7.5分の整数倍である。従って、分析の種類に依存して、計 算及び制御ユニットは、セル内容物のインキュベーションを完結するためにそれ ぞれのセルの回転の数を決定する。
次に、次の回転又はさらに次の回転の間、セル3が第1ピペツトステーシヨン1 6の前に位置する場合、ジグ18のアームがレザーノ 4から固相(これは、結 合剤、すなわち分析のために使用される試薬の非特異的抗体を担持する磁気粒子 の懸濁液を含有する)の一部を吸入する。ジグ18の作動は、前記のジグ19の 作動とすべての点で同一であり、そしてここでばくり返えされないであろう。
ピペット24が中空端20から前記懸濁液の一定の体積を吸入した場合、ジグは 、液体分析物に固相懸濁液の投与量を添加するために連続して、それぞれの区分 室3b中にこの中空端を導びく。次にセルは、第1混合ステーションに段階的に 進み、その後第1洗浄ステーシヨン46、及び新しいインキュベーション期間が 開始される。
トランスファーディスク1の次の回転の間、装置は、固相の磁気的分離、次に洗 浄段階を行なう。このためには、洗浄ステーション46は、それぞれ4個の振動 台49上に据え付けられた4個の永久磁石48と一緒にされ、そしてそれらの前 に存在する。これらの振動台は、その台49及び電気磁石54の可動性アマチュ ア−53を可動的に連結するそれぞれの押出ロッド52により上部位置に上げら れ;この位置において、永久磁石48は、セル3の側壁に対して置かれ、そして この側壁の内表面に対して固相の磁気粒子を吸引する。永久磁石48の前、トラ ンスファーディスクによるセル3の置換が進行するにつれて、トランスファーデ ィスクはキュベントの側壁に対して位置し、そして磁気粒子は、それらが洗浄ス テーション46に達する前、この壁の内部面に液体を通してそれらを移動せしめ る磁界の影響に45秒間、ゆだねられる。
セル3がこの洗浄ステーション46に達する場合、4番目の永久磁石48がそれ に対して置かれ、そして従って磁気粒子が固定される。スライド−ロッド59は 、このスライド−ロフトを綬階モーター68の駆動ディスク7oに連結するロン ドロ9により下方に向かって移動され、そして2対のホース60a 、 60b  、 61a 、 61 bがセル3のそれぞれ2つの区画室中に導入される。
注ぎ口63の受座はバルブ64により通常閉じられているので、吸入源62は、 それぞれホース60a、61aを通してそれぞれの区画室3bから液体を吸入す る。次に、電磁石67により作動される押出ロフト66がアスビレーションの効 果を中断するバルブ64を持ち上げる。その間、ポンプ71のピストンは、その 中に洗浄液体を受け入れるためにそのアスピレーションストロークを行なってい た。注ぎ口65がバルブ64を開けることによって開口すると、できるだけ早く 、ポンプ71のピストンがその供給ストロークを達成し、そしてそれぞれホース 60b、61bにより反応区画室3b中にすすぎ用液体の投与量を導入する。
次に、洗浄液体の吸入段階及び供給段階を含んで成るこのサイクルが、さらに2 度くり返えされ、この後、スライドロフト59が、セルの反応室3bからホース 60a 、60b 、61a。
61bを引き抜くために持ち上げられる。
セル3は、電磁石78及び戻しバネ80により作動されるロフト78により、放 射状開口2の上部の内部縁のまわりでセルに早い振動の動きを付与する混合ステ ーション77の前に次の段階として運ばれる。従って、固相の磁気粒子は、洗浄 液体中に再分散される。
この再分散段階の後、セルは3回の連続的な磁気分離段階の後、第2洗浄作用に ゆだねられる。この第2洗浄段階と前記第1洗浄段階との相違は、反応室中の液 体が3度目吸引することにより除去された後、さらに洗浄又はすすぎ用液体がこ れらの区画室に再導入されず、そしてセルが固相、及び試験されるべき生物学的 分析物及びまた第2反応室3b中の対照サンプルからの既知量中にたぶん存在す る特定の抗原から形成された複合体のみを有するように洗浄ステーションをする ことである。セル3が次の試薬供給ピペットステーション82に達する場合、ス ライドロッド86が、それぞれの反応キュベン)3b中に中空端87 、88を 導入するために同期モーター99及びロッ目00により低められる。次に螺動ポ ンプ91がそれぞれのキュベン)3b中に、柔軟なホース89及び90により同 じ量の液体基質を導入する。この液体基質は、少なくとも1種が、固相の磁気粒 子上に固定された複合体に結合される酵素シグナル発生剤の存在下で1又は複数 の与えられた波長で吸光性を提供するであろう物質を含有する。
その後、スライドロフト86は、モーター99及びロッド100により上部の位 置に戻され、そしてセルは、第1混合ステーションと同一の第2混合ステーショ ンに誘導され:ここで固相粒子は再び、液体基質中に懸濁される。次に、新しい 種々の期間のインキュベーションが開始される。前記のように、この期間は、ト ランスファーディスク101回転に相当する7、5分の整数倍+7.5分の何分 の1分かである。
インキュベーションが終結し、そしてセルが再び対応するステーション82と完 全に同一であるピペット供給ステーション83に面する場合、基質との反応を停 止するための液体の量が、この供給ステーションに関連する螺動ポンプによりセ ルのそれぞれの反応室3b中に導入される。
測定ステーション115に達するこのセル3の区画室の内容物が測定される場合 、口7ド125により作動されるスライド−ロフト120が、アーム119を下 げ、このアームがセル3の2つの区画室の1つ中に管117の端を導入せしめ、 このアームの自由端は溝123にtallされ、セル3のキュベントからの液体 が光度計118に移された後、ロッド125はスライドロッド120及びアーム 119を持ち上げる。側面ブランチ119の自由端が溝123の上部に達する場 合(第11図)、電磁石132は、戻しバネ1330力とは逆にロッド130を 動かし、その結果、このロッド130は、アーム119を旅回せしめ、そして溝 124の上部にブランチ119aを運ぶ。ロッド125が再びスライドロッド1 20を低くする場合、アームは、溝124とかみ合うブランチ125aにより誘 導され、その結果、柔軟なパイプ117の自由端がセル3の第2区画室中に運ば れ、そしてこれはこの第2区画室の分析されるべき液体を光度計118に移すこ とができる。
光度計が記載された装置中に組込まれず、別のユニットである場合、セルは、ア ーム102により排出傾斜路に向けられ、ここから、分析されるべき液体が取ら れ、そしてこの別の光度計で測定される。
(g1鉗品止へ。
昭和63年6月ノゲ日 特許庁長官 小 川 邦 夫 殿 1 特許出願の表示 PCT/EP87100603 2 発明の名称 生物学的流体中における抗原又は抗体を測定するための自動分析装置 3 特許出願人 住 所 アメリカ合衆国、マサチューセッツ 02184゜ブシイントリー、ブ ルックス ドライブ、11名 称 上ローラ ダイアグノスティクス パートナ ーズ4代理人 住 所 東京都港区虎ノ門−丁目8番10号静光虎ノ門ビル〒105 を話(5 04)0721 れた一ン′の− 1、適切に企画された反応セル中に個々の抗原/抗体免疫複合体を提供するため に適合された試薬パートナ−及び該複合体の固相キャリヤーを用いての特異的免 疫複合体の形成により生物学的流体中の抗原又は抗体を測定するための自動分析 装置(該装置は、セル中のインキュベーション温度条件を調節するための温度調 節手段、異なった種類の多くの特定の分析を行なうために必要とされる、試薬供 給、混合及び洗浄の段階を行なうために適合されたステーションを通して、取り 込みステーションから排出ステーションにこれらのセルを閉回路内で移動するた めの段階的トランスファ一手段を含んで成り、そしてこれらのステーションは、 これらのセルのトランスファー進路にそって分配されている)であって、達成さ れるべく分析の種類を同定するためにセルにより担持されるコード読み取る検出 器成分が充填ステーションの後に位置し、この読み取り成分が計算ユニットに連 結され、このユニットの出力が前記コードに従って、実施され、そして同定され るべき個々の種類の分析に関する操作の系列を含む前記ステーションを制御する ために連結され、そして温度調節手段が閉回路の全長上で反応セルの壁の少なく とも一部分と接触することを特徴とする装置。
2、前記複合体のキャリヤーが磁気性粒状キャリヤーであることを特徴とする請 求の範囲第1項記載の装置。
3、 それぞれの磁気分離ステーションが、2つの試験位置の間で磁石を前後に 動かすことができる作動成分に連結された永久磁石を含んで成り、1つの位置に おいて、磁場が前記セルの壁を通過し、そして他の位置においては、磁場は前記 壁から離れることを特徴とする請求の範囲第2項記載の装置。
4、前記トランスファー装置が発熱体を埋込んでいる導熱材及び前記セルを収容 するためのくぼみを供給されているディスクを含んで成る請求の範囲第1項記載 の装置。
5、前記セル取り込みステーションがセルを位置づける2個の光検出器に関係し 、これらの1つは、前記トランスファ一手段の路に向い合って面する充填傾斜路 の上流でセル路の前に存在し、そして他の1つは、その充填傾斜路の前のセルの 位置に面する位置で前記傾斜路内に存在することを特徴とする請求の範囲第1項 記載の装置。
くぼみ中に配置され、その結果それがディスクの上面上で一部拡張し、前記混合 装置が一方に前記ディスクの縁に向かって存在する弾性成分及び他方に前記セル に隣接するその前端でディスク及びその上面上を放射状に前後にスライドするよ うに据え付けられたロッド及びセルの内容物を撹拌するのに十分な振動数で縦型 振動にこのロッドを駆動するための作動性電磁石部分を含んで成ることを特徴と する請求の範囲第4項記載の装置。
7、前記充填ステーション及びそれぞれの混合ステーションが、それぞれの収容 くぼみの壁と接触してとどまるようにセルの壁を押しつける圧力機構により従事 されることを特徴とする請求の範囲第1項記載の装置。
8、前記トランスファ一手段が収容くぼみを付与され、このくぼみの形状は、セ ルの部分の形状と密接に一致し、そのくぼみの壁が前記温度調節手段により加熱 されることを特徴とする請求の範囲第1項記載の装置。
9、 ピペット供給ステーションの1つが光度計に連結されていることを特徴と する請求の範囲第1項記載の分析装置。
10、試薬供給の段階を行なうように適合されたステーションが、固定された抗 体又は抗原を担持する磁気粒子の懸濁液を含むレザーバー、前記レザーバーの@ 続的な振動の結果として撹拌作用を提供するために、前記レザーバー(この底は 、両反対方向に傾斜された2重の傾斜路を含んで成る)に連結された振動を駆動 する手段を含んで成ることを特徴とする請求の範囲第1項記載の装置。
国際調査報告 1m++n+5ls−^Hvca+−aeNs PcT/rap 871006 03国際調査報告

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.適切に企画された反応セル中に個々の抗原/抗体免疫複合体を提供するため に適合された試薬パートナー及び該複合体の固相キャリヤーを用いての特異的免 疫複合体の形成により生物学的流体中の抗原又は抗体を測定するための自動分析 装置(該装置は、セル中のインキュベーション温度条件を調節するための温度調 節手段、異なった種類の多くの特定の分析を行なうために必要とされる、試薬供 給、混合及び洗浄の段階を行なうために適合されたステーションを通して、取り 込みステーションから排出ステーションにこれらのセルを閉回路内で移動するた めの段階的トランスファー手段を含んで成り、そしてこれらのステーションは、 これらのセルのトランスファー進路にそって分配されている)であって、達成さ れるべく分析の種類を同定するためにセルにより担持されるコード読み取る検出 器成分が充填ステーションの後に位置し、この読み取り成分が計算ユニットに連 結され、このユニットの出力が前記コードに従って、実施され、そして同定され るべき個々の種類の分析に関する操作の系列を含む前記ステーションを制御する ために連結され、そして温度調節手段が閉回路の全長上で反応セルの壁の少なく とも一部分と接触することを特徴とする装置。
  2. 2.前記複合体のキャリヤーが磁気性粒状キャリヤーであることを特徴とする請 求の範囲第1項記載の装置。
  3. 3.それぞれの磁気分離ステーションが、2つの試験位置の間で磁石を前後に動 かすことができる作動成分に連結された永久磁石を含んで成り、1つの位置にお いて、磁場が前記セルの壁を通過し、そして他の位置においては、磁場は前記壁 から離れることを特徴とする請求の範囲第2項記載の装置。
  4. 4.前記トランスファー装置が発熱体を埋込んでいる導熱材及び前記セルを収容 するためのくぼみを供給されているディスクを含んで成る請求の範囲第1項記載 の装置。
  5. 5.前記セル取り込みステーションがセルを位置づける2個の光検出器に関係し 、これらの1つは、前記トランスファー手段の路に向い合って面する充填傾斜路 の上流でセル路の前に存在し、そして他の1つは、その充填傾斜路の前のセルの 位置に面する位置で前記傾斜路内に存在することを特徴とする請求の範囲第1項 記載の装置。
  6. 6.前記トランスフアー手段の保持用くぼみのそれぞれが前記デイスタの縁上で 放射状に開口し、それぞれのセルがそのくぼみ中に配置され、その結果それがデ ィスクの上面上で一部拡張し、前記混合装置が一方に前記ディスクの縁に向かっ て存在する弾性成分及び他方に前記セルに隣接するその前端でディスク及びその 上面上を放射状に前後にスライドするように据え付けられたロッド及びセルの内 容物を撹拌するのに十分な振動数で縦型振動にこのロッドを駆動するための作動 性電磁石部分を含んで成ることを特徴とする請求の範囲第4項記載の装置。
  7. 7.前記充填ステーション及びそれぞれの混合ステーションが、それぞれの収容 くぼみの壁と接触してとどまるようにセルの壁を押しつける圧力機構により従事 されることを特徴とする請求の範囲第1項記載の装置。
  8. 8.前記トランスファー手段が収容くぼみを付与され、このくぼみの形状は、セ ルの部分の形状と密接に一致し、そのくぼみの壁が前記温度調節手段により加熱 されることを特徴とする請求の範囲第1項記載の装置。
  9. 9.ピペット供給ステーションの1つが光度計に連結されていることを特徴とす る請求の範囲第1項記載の分析装置。
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