JPH02185387A - ビーズ移送装置 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明はビーズ移送装置、特に試薬を付けたビーズを投
入し、検体の分析を行う分析装置において、ビーズを試
薬容器と検体容器との間を移送するビーズ移送装置の改
良に関するものである。

［従来の技術］ 医療分野において、検体検査用ＥＩＡ（酵素免疫分析法
）　、ＲＩＡ　（放射能免疫分析法）が癌や感染症及び
ホルモン等の検査方法として広く利用されている。

そして、この種の分析装置としてはビーズ固相を用いた
ＥＩＡ法、ＲＩＡ法があり、この方法は免疫学的超微量
（定ｊｌ）＋１１１定法の中でも最も一般的な手法とし
て用いられ、測定精度が高く、かつ安全で低コストなた
め、多く利用されている。

この種の分析方法は、ビーズのまわりに抗体をコーティ
ングし、このビーズを移送することによって、所定の反
応容器の中に投入し、試薬との所望の抗原抗体反応を行
うものである。

そして、この抗原抗体反応を行うビーズは、その保存形
態が乾燥状態（ドライ）と保存用緩衝液が浸っている状
！！！（ウェット）とのどちらかで使用する場合があり
、このビーズは次のようにして移送される。

（イ）ビーズ収納容器から反応容器（試験管、トレー等
）への移送（ビーズ投入） （ロ）ビーズ洗浄後、反応容器から別の容器（第２の反
応、又は＆１定時）への移送（ビーズ移し換え） （ハ）反応終了後、反応容器から別の反応廃棄容器又は
洗浄容器への移送 このような従来のビーズ移送装置は、第５図。

第６図、第７図に示されているものがある。

第５図はビーズを減圧・吸引のみによって所定の反応容
器に移送する装置である。

図において、１は抗体がコーティングされているビーズ
、２はノズル先端にビーズを吸引固定し、所定位置の反
応容器へ移送するための移送ノズル、３は前記ビーズ１
を移送ノズル２で吸引するため、管の圧力を減圧する減
圧吸引装置である。そして、移送ノズル２と減圧吸引装
置３との間に設けられた開閉弁４は管内の圧力を減圧す
るか、あるいは大気圧に開放するかのいずれかを選択す
るための切換弁である。

また、減圧吸引装置３はトラップ瓶５を含み、減圧吸引
ポンプ６から構成されており、この減圧吸引ポンプ６は
移送ノズル２によって、ビーズを吸引するための管内の
圧力を減圧するものである。

そして、前記トラップピン５には、移送ノズル内に残っ
た保存液が溜められ、これによりビーズ吸引時に管内に
残留した保存液が吸引ポンプ６へ流人することを防止す
る。

第５図に示された従来のビーズ移送装置は以上のような
構成からなり、以下その作用を説明する。

すなわち、従来のビーズ移送装置は、移送ノズル２によ
ってビーズ収納容器あるいは反応容器からビーズを吸引
固定する場合、移送ノズル２を図示しない駆動機構によ
り定位置へ移動し、容器内の一つのビーズを吸引する。

このとき、吸引ポンプ６が作動し、切換弁４は閉じられ
た状態であるから、減圧吸引ポンプ６の吸引力によって
移送ノズル先端にビーズを吸管する。そして、この後、
移送ノズル２はビーズ１とともに駆動機構により引き上
げられ、所定の反応容器へ移送される。

次に、所定の反応容器に移送後、ビーズを離脱するには
減圧吸引ポンプ６を停止し、開閉弁４を開くことにより
、大気圧を管内に導入する。そうすると、減圧吸引ポン
プ６による吸引力がなくなり、ビーズは移送ノズル２か
ら離脱される。

このようにして、抗体がコーティングされているビーズ
１は、所定位置の反応容器へ１つずつ投入され、所望の
抗原抗体反応が行われる。

第６図には、移送ノズル２に吸引されたビーズを離脱す
る他の装置として機械的離脱機構が示されている。そし
て、前述した大気圧による方法と併用することによって
、ビーズの離脱を強制的に行い、離脱性を向上させてい
る。

すなわち、第６図（ａ）の場合は、反応容器の上面で、
吸引されているビーズを移送ノズル２の側方向からツメ
１２によって押し出し、ビーズ１を所定の反応容器へ落
下させる。

また、第６図（ｂ）の場合は、ビーズ１が吸引固定され
ている移送ノズル２を図示しない駆動機構によって横方
向へ移動させ、反応容器１３の上部内壁へ接触させてビ
ーズ１を離脱するものである。

次に、第７図には、従来における減圧吸引と加圧装置と
の組合せによるビーズ移送装置が示されている。

前述した第５図のビーズ移送装置では、大気圧の圧力に
よってビーズを自重落下させ、離脱していたが、第７図
では大気圧に代わって加圧ポンプ１１及び専用の切換弁
１０とを設けたところが異なっている。

すなわち、第７図の装置は開閉弁４及び切換弁１０を介
して、加圧ポンプ１１が設けられている。

従って、前述したビーズの離脱時においては、開閉弁４
を切換えて加圧ポンプ１１により加圧し、移送ノズル２
の管内の圧力を上げて、吸引されていたビーズ１を加圧
力によって離脱させている。

このようにして、第５図、第７図の移送ノズル２は、一
つの管によりビーズの吸引固定、離脱に応じて交互にノ
ズル管内の圧力を加圧し、あるいは減圧し、ビーズ１の
移送を行っている。

このような検体検査、すなわち抗原抗体反応においては
、ビーズの移送と最適な分析条件とが要求され、繁雑な
工程と時間を必要とする用手法に基づいた動作及び処理
を行っており、現在、自動化が行われている。

［発明が解決しようとする課題］ 以上のようにして、従来のビーズ移送装置によれば、移
送ノズルに吸引されたビーズを所定の反応容器へ投入す
るとき、すなわちビーズを離脱するときは、ビーズが落
ちない場合があり、更にビーズ吸引時による移送ノズル
内に残った保存液がビーズ離脱とともに落ちてしまうと
いう問題があった。

このため、ビーズ移送により検体検査が正しく行われず
、また反応に影響を来たし正確な測定精度が得られず、
このようなビーズ移送装置の全自動化が困難であった。

すなわち、第５図に示されるような従来例では、ビーズ
離脱時には大気圧のみの開放では、ビーズ周囲に付いて
いる試薬の吸着作用等により、ビーズが落ちない場合が
あった。前記ビーズはポリエチレン等で形成され、比重
が１．０５と軽いために落ち難く、特に、ビーズの保存
状態がウェットの場合（保存液の中に入れて保存する場
合）には、移送ノズル内に保存液がたまり、移送ノズル
の先端にビーズが広い面積で密着固定されているので、
表面張力によってビーズが落ちないという不具合があっ
た。

また、第６図によるビーズの機械的離脱機構によれば、
ツメ１２あるいは容器の内壁面へ接触により、ビーズの
落下が確実に行われるが、接触によってビーズの表面に
傷がつき、コーティングが剥れるという問題があった。

このため、ビーズ周囲の抗体が損なわれ、抗体反応に影
響を与えていた。

更に、移送ノズルが容器の内壁面に接触するので、移送
ノズルの強度が必要とされ、また反応容器の固定を確実
に行う必要があった。

第７図に示される従来例では、加圧ポンプ１１により加
圧されるため、ビーズの離脱に関しては確実に行われる
が、移送ノズル内に吸引時の保存液が残っているので、
ビーズの離脱と共に加圧された圧力で保存液が落ちてし
まうという問題があった。

従って、その落ちた保存液の影響により一定濃度で反応
が行われないという欠点がある。

発明の詳細 な説明した通り、本発明は、上記従来の課題に鑑みなさ
れたものであり、その目的は、ビーズの着脱を確実にし
、ビーズ移送の全自動化を行うとともに、ビーズを離脱
する際の移送ノズル内に残った保存液の落下を確実に防
止することができ、これによって高精度の検査を行う改
良されたビーズ移送装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明は、異なる径からな
る減圧管と加圧管とがそれぞれ同軸に設けられた二重構
造とし、かつ先端のビーズ着脱口に減圧管と加圧管を配
設してビーズを吸引固定及び離脱する移送ノズルと、前
記減圧管内の圧力を減圧する減圧吸引ポンプと、前記加
圧管内の圧力を加圧する加圧ポンプと、ビーズを吸引固
定するときには、前記減圧管内を減圧し、ビーズを離脱
するときには、前記加圧管内を加圧し、制御を行う減圧
・加圧制御手段とを備えたことを特徴とする。

［作用］ 従って、本発明に係るビーズ移送装置によれば、移送ノ
ズルは、２つの異なる径からなる加圧管と減圧管とが同
軸上に二重構造とされているため、ビーズ吸引時には、
減圧吸引ポンプによる吸引を行いながら、減圧・加圧制
御手段によって加圧ポンプで加圧することができる。こ
れにより、ビーズの離脱を確実に行うことが可能となる
。

また、ビーズ吸引時に移送ノズル内の先端部に溜まった
保存液を加圧により減圧管上面へ、あるいはトラップ瓶
へ送り込むことができる。

従って、加圧ポンプによる加圧により、ビーズの離脱と
ともに、移送ノズルの先端に残った保存液の落下を防止
できる。

［実施例］ 以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例を説明する
。

第１図は、本発明に係るビーズ移送装置の構成例である
。図において、第７図との同一部材には同一符号を付し
て以下説明を省略する。

図における移送ノズル２は加圧管１７と減圧管１６とか
ら構成され、ビーズ１が吸引されている状態を断面で示
している。

本発明の特徴となる移送ノズル２は、異なる径からなる
減圧管１６と加圧管１７とがそれぞれ同軸に二重構造に
より構成されており、本実施例においては移送ノズルの
中心には減圧管１６が、その外周には加圧管１７が設け
られている。そして、この移送ノズル２の上面部にはビ
ーズ検出機構１５が設けられ、このビーズ検出機構１５
は、収納又は保存容器内のビーズの有無を検出する装置
であり、移送ノズル２の先端がビーズ１に接触した時点
で移送ノズル２の上下移動を検出することにより、容器
内のビーズの有無を検出するものである（詳細は後述す
る）。そして、このビーズ検出機構１５は、図示しない
駆動機構によって移送ノズル２を所定位置に移送し、ま
たビーズ１を吸引又は離脱するために、上下方向へも移
動を可能としている。

また、移送ノズル２の加圧管１７は、切換弁１０を介し
て加圧ポンプ１１へ接続されている。

この加圧ポンプ１１はビーズ離脱のための加圧用のポン
プであり、加圧管内に加圧力を供給している。

切換弁１０は、加圧ポンプ１１から供給される加圧力を
移送ノズル２の加圧管１７へ供給するためのものであり
、ビーズ離脱時に切換えられ、加圧力が導入される。

また、ビーズ吸引時には、この切換弁１０は閉じられ、
外部へ放出されるが、このような制御は図示しない制御
装置により自動的に行われる。

次に、前述した移送ノズル内の減圧管１６は、開閉弁４
に導かれ、更に、開閉弁４からはトラップ瓶５を介して
減圧吸引ポンプ６へ接続されている。

また、圧力センサ１４はビーズの吸引固定、移送状態の
モニタ用として、移送ノズル２の減圧管１６に設けられ
ている。そして、圧力センサ１４はビーズを吸引すると
き、すなわち移送ノズル２の減状態を検出し、ビーズが
吸引固定されていることを確認する。

従って、使用者はこの圧力センサ１４の検出状態を確認
することによって、減圧時には移送先まで、圧力が減圧
・維持されれば、確実にビーズの移送が行われたことを
知ることができる。

なお、本実施例では、圧力センサ１４は減圧管に設けら
れているが、加圧管に設けることによりビーズ離脱等の
加圧状態をモニタすることもできる。

開閉弁４は、前述したように減圧吸引ポンプ６により減
圧管内の圧力を減圧するための切換弁である。そして、
この開閉弁４はビーズを吸引固定するときに図示しない
制御装置によってビーズ離脱時に加圧する切換弁１０と
共に自動的に制御が行われる。

本実施例によるビーズ移送装置は、以上のような構成か
らなり、以下そのビーズ移送状態について、−例として
反応容器からビーズを取り出し、他の反応容器へビーズ
を投入する場合について説明する。

図において、移送ノズル２は、図示しない駆動機構によ
って、所定位置にビーズ１が試薬等に浸っている反応容
器まで移動される。そして、移送ノズルの先端部は、容
器内に浸され、ここでビーズ検出機構１５により容器内
のビーズの有無を確認する。これは、移送ノズル２の先
端がビーズ１に接触することによって、移送ノズルの上
下移動によって検出され、ビーズ有無の確認時点で開閉
弁４が開かれ、減圧吸引ポンプ６により減圧管内を減圧
する。

従って、移送ノズル２の減圧管内はビーズが接触時点で
吸引固定される。またこの時点で、容器内の保存液が移
送ノズル２の先端部に流入されるが、同軸内にある減圧
管１６内にも流れ込んでいる。ここで、切換弁１０が閉
じられているので、加圧管１７内には、保存液は流入し
ない。

このようにして、移送ノズル２に吸引固定されたビーズ
は、この状態のまま駆動機構により次の反応容器へ移送
される。

そして、ビーズを離脱するときには、切換弁１０の加圧
管側を開くことにより、加圧管内を加圧することで、ビ
ーズ１を落下させる。

以上、ビーズの保存状態がウェットの場合について説明
してきたが、ドライの場合も問題なくビーズを移送及び
離脱することができる。

前記の場合は、減圧制御と加圧制御を別個に行っている
場合を説明したが、この場合には移送ノズル２の先端に
保存液が微量ではあるが、溜まることがある。そこで、
本実施例では減圧及び加圧とを同時に行う制御をするこ
とができる。

ここで、本発明の特徴である移送ノズル２はビーズ吸引
固定、すなわち減圧と同時に切換弁ｌＯを切換え、加圧
管側を開らけば、加圧ポンプ１１によって加圧管内を加
圧することができる。もちろん、この加圧力は減圧力よ
りも小さく、減圧吸引力によりビーズは吸引されたまま
の状態にある。

従って、移送ノズル内の保存液は加圧管内が加圧されて
いるので減圧管内の方へ殆ど流れ込む。

そして、ビーズｌが他の所定の反応容器に移送された時
点でビーズを反応容器に落とすため開閉弁４を切換える
と、減圧管を閉じるで、移送ノズル２は加圧のみの圧力
が加わるのでビーズを落下させることができる。

この場合には、加圧管内の残留保存液はほとんど減圧管
内に流入してるので、残留保存液が落ちるのを防ぐこと
ができる。

このようにして、本発明の移送ノズル２によって加圧管
１７と減圧管１６とがそれぞれ同軸に二重構造としてい
るので、ビーズ吸引固定時には、吸引のみでなく加圧す
ることも可能となる。これによって、保存液が移送ノズ
ル２の先端部、すなわち加圧管内に残ることがないため
、加圧によるビーズ離脱時に生じていた残留保存液の落
下を確実に防止することができる効果がある。従って、
ビーズの保存状態がウェットの場合には、最適である。

次に、第２図には本発明における移送ノズル２の他の実
施例を示したものであり、図において二輪構造を断面に
より示している。すなわち、図において、減圧管１６と
加圧管１７とが別個独立に並設して設けられており、そ
の移送ノズル先端部は減圧管１６と加圧管１７とが配設
され、ビーズ若脱口を形成していることを特徴としてい
る。りして、この二軸構造の移送ノズル８は、前述した
ようにビーズ吸引時において、移送ノズル先端部に保存
液が溜まるが、ｆｆ１１図の同軸構造による移送ノズル
２と同様に吸引と同時に加圧を行い、減圧管内の上部へ
の保存液を移動又はトラップ瓶５へ流入させることがで
きる。

その結果、加圧によるビーズ離脱時には保存液の落下を
防止する効果がある。

次に、ｇ８３図及び第４図を用いて前述したビーズ検出
機構１５の実施例を説明する。

第３図はビーズの有無を検出する移送ノズルの駆動機構
についての一例であり、側面から見た図である。

図において、移送ノズル２は可動アーム２１の先端に接
続され、２１は駆動シャフト２２を有する、駆動部２５
に設けられている。

なお、前記駆動シャフト２２により、移送ノズル２を０
由に可動させることができる。

前記駆動部２５と可動アーム２１とは、支点２１ｂとバ
ネ２４とで保持され、検出スイッチ２３が駆動部２５の
端面に設けられている。そして、この検出スイッチ２３
の接点部２３ａは、可動時に可動アーム２１の上部端面
部に接触するようになっている。すなわち、移送ノズル
２の先端にビーズ１が接触すると、移送ノズル２と可動
アーム２１とが一体となっているため、可動アーム２１
は、２１ｂを支点として可動し、接点部２３ａを押し上
げ、検出スイッチ２３をオフ状態からオン状態に切換え
る。このように、移送ノズル２の上下移動を検出するこ
とにより、容器内のビーズ１の有無の検出を行い、その
後開閉弁４及び切換弁１０の制御が行われ、ビーズ１が
吸引される。

一方、第４図は、ビーズの有無を検出する移送ノズルの
駆動機構についての他の一例であり、側面から見た一部
が断面を示した図である。

図において、移送ノズル２はバネ２４を介して、支持部
２７によって支持されており、そして、そのバネ２４の
伸縮により上下方向に移送ノズル２が可動する構造とな
っている。

この支持部２７は駆動シャフト２２を有する駆動部２５
に接続されており、また支持部２７の上面端部には検出
スイッチ２３が設けられ、その接点部２３ａは移送ノズ
ル２の上面端部に一体に設けられたストッパ２６によっ
て押圧されており、スイッチはオン状態となっている。

従って、移送ノズル２の先端にビーズが接触すると、移
送ノズル２は、上下方向、すなわち上面へ移動して検出
スイッチ２３の接点部２３ａがストッパ２６からはずれ
、検出スイッチ２３はオン状態からオフ状態に切り替わ
る。これによって、容器内のビーズの有無を検出するこ
とができる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、先端のビーズ着
脱口に配設され、異なる径からなる減圧管と加圧管とが
それぞれ同軸に設けられた二重構造の移送ノズル、ある
いは減圧管と加圧管とが別個独立に並設して設けられた
、移送ノズルを有することで、ビーズの保存形態がドラ
イ及びウェット状態でも確実な移送・投入が可能となる
。

また、本発明においては、ビーズ着脱時に減圧及び加圧
とを同時に制御することにより、移送ノズル内に残った
不要な保存液や洗浄液などを落下させることなく、確実
な分析精度及び信頼性のある分析装置を得ることができ
る。

更に、本発明ではビーズ検出機構を用いたことにより、
容器内のビーズの有無を検出することができると共に、
圧力センサによるモニタ機能を併用することで使用者が
ビーズの吸引固定あるいは離脱状態、移送状態を容易に
確認することができる。

従って、本発明のビーズ移送装置によれば、煩雑な工程
と時間を必要とする用手法検査を全自動で行うことが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のビーズ移送装置の構成図、第２図は
、本発明の二重構造の移送ノズルを示す図、 第３図及び第４図は、ビーズの有無を検出する移送ノズ
ルの駆動機構を示す説明図、 第５図は、従来の減圧吸引によるビーズ移送装置の構成
図、 第６図は、従来の機械的離脱機構を示した説明図、 第７図は、従来の減圧吸引と加圧との組合せによるビー
ズ移送装置の構成図である。 １　・・・　ビーズ ２．８　　・・・　移送ノズル ４　・・・　開閉弁 ６　・・・　減圧吸引ポンプ １０　・・・　切換弁 １１　・・・　加圧ポンプ １４　・・・　圧力センサ １５　・・・　ビーズ検出機構 １６　・・・　減圧管 １７　・・・　加圧管 ２３　・・・　検出スイッチ ２３ａ　　・・・　接点部。 滓４屯明りピースり送欲償 第１図 ２軸見い工つ七迅２スル 汽走束り坊＼万ｊ吸Ｊｌｔ：よろ乙−ズ移υＵ先ｊ【第 図 第 凶 第 因 （ｂ） 躾沫、機・忌的駐胱概項− 第６図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）異なる径からなる減圧管と加圧管とがそれぞれ同
   軸に設けられた二重構造とし、かつ先端のビーズ着脱口
   に減圧管と加圧管とを配設して、ビーズを吸引固定及び
   離脱する移送ノズルと、前記減圧管内の圧力を減圧する
   減圧吸引ポンプと、 前記加圧管内の圧力を加圧する加圧ポンプと、ビーズを
   吸引固定するときには、前記減圧管内を減圧し、ビーズ
   を離脱するときには加圧管内を加圧し、制御を行う減圧
   ・加圧制御手段と、を備えたことを特徴とするビーズ移
   送装置。
2. （２）請求項（１）記載の装置において、 前記移送ノズルは、前記減圧管と加圧管とを別個独立に
   並設し、ビーズを吸引固定及び離脱することを特徴とす
   るビーズ移送装置。
3. （３）請求項（１）又は（２）記載の装置において、ビ
   ーズを吸引固定するときには移送ノズルの上下移動を検
   出することにより、ビーズの有無を判別するビーズ検出
   装置と、 前記減圧吸引ポンプ又は加圧ポンプと前記移送ノズルと
   の間に設けられ、所定圧力の減圧及び加圧によってビー
   ズの吸引及び離脱状態を検出する圧力検出装置と、を有
   することを特徴とするビーズ移送装置。