JPH027420B2 - - Google Patents

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JPH027420B2
JPH027420B2 JP56147165A JP14716581A JPH027420B2 JP H027420 B2 JPH027420 B2 JP H027420B2 JP 56147165 A JP56147165 A JP 56147165A JP 14716581 A JP14716581 A JP 14716581A JP H027420 B2 JPH027420 B2 JP H027420B2
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dispensing
dispensing needle
axis
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Kunio Nakajima
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は２次元的に配置した１以上の反応担体
面に微量の所定量の検体を分注し、検体に含有さ
れる各種成分を反応させ、発色または沈澱生成等
を光学的に検出可能な反応物質を光学的スキヤニ
ング装置を用いて検体ごとに濃度または形成パタ
ーンとして読み取り上記反応物質の定性または定
量を行う光学式自動分析測定装置に関する。
本発明は、光学系及び分注機構を２次元的に移
動させるXY軸駆動機構、試薬または検体の分注
操作を行う分注機構、反応系に光照射するととも
にこの反応系からの光散乱等を受光する前記光学
系、分注針を気体及び液体を噴射して洗浄する分
注針洗浄機構、反応系に被せる蓋等を開閉するリ
フト機構、試薬ホルダや検体ホルダを具備した光
学的自動分析測定装置を提供する。
本発明装置の実施例の各部構成を添付図面に従
つて説明すると次のようである。
本発明装置は、抗原抗体反応をはじめとして各
種の検体に応用して高精度かつ連続自動的な分析
測定が可能である。
(1) XY軸駆動機構 第１図に示すように、１は駆動モータ、２は
エンコーダ付きタコメータ、３はギアボツク
ス、４はスプロケツト、５はスリツプクラツ
チ、６，７はベルト、８はＹ方向の駆動軸、９
はＹ軸のガイドブシユ、１０はＹ軸のガイドレ
ール、１１はＸ軸のガイドブシユ、１２はＸ軸
のガイドローラ、１３はＸ軸のガイドレールで
ある。
駆動モータ１の回転軸はギアボツクス３を駆
動すると同時にエンコーダ付きタコメータ２を
駆動しＸ軸方向、Ｙ軸方向への移動距離と移動
速度とが制御される。
ギアボツクス３で所定の回転比に減速された
後スプロケツト４を回転させるが、後述するよ
うに誤動作や無理な力が生じた時にはスリツプ
クラツチ５により駆動モータ１とスプロケツト
４との回転を切り離し、モータを停止させる。
スプロケツト４の回転により、一方ではＹ軸
の駆動軸８を回転させ２本のベルト７を駆動
し、もう一方では、直接ベルト６を駆動する。
ベルト７はＹ移動ステージの一部に固定さ
れ、ベルト７の動きとＹ移動ステージとは連動
する。
ベルト６は光学系及び分注機構の一部に固定
され、ベルト６と光学系兼分注機構が連動す
る。
Ｙ移動ステージ１１′はガイドブシユ９を介
し、２本のガイドレール１０上を移動する。
一方、Ｙ移動ステージ上に配置されたＸ軸駆
動源およびガイドレール１３により、ガイドレ
ール１３にガイドブツシユ１１およびガイドロ
ーラ１２を介して支持された光学系付き分注機
構をＸ軸方向に移動させる。
以上により光学系付き分注機構の任意の平面
位置での停止および移動が可能となる。
さらに、第２図に示すように、スプロケツト
４を駆動するギアボツクスからの駆動軸１４上
にはクラツチ板１５とボール保持板１６とスプ
ロケツト４とガイド板１７との４枚の円板が配
設され、クラツチ板１５は駆動軸１４に固定さ
れ、一方ボール保持板１６、スプロケツト４お
よびガイド板１７は、駆動軸１４に対しては回
動自在である。
さらに、クラツチ板１５とスプロケツト４の
同一円周上には少くとも３個以上の孔１８，１
９が設けられており、又ボール保持板１６には
対応する位置にボール２１を保持する孔２０が
設けられている。さらに、スプリング２２は駆
動軸１４に固定されたストツパ２３により、ガ
イド板１７、スプロケツト４、ボール２１に押
圧を与え、クラツチ板１５と連動するように構
成される。
誤動作や、スプロケツト４に無理な力が生じ
た時には、ボール２１が、孔１８又は１９から
はずれ、ガイド板１７を右側に押し上げるため
に、このガイド板１７によりスイツチ２４が作
動し、駆動モータ１を停止させる。
なお、バネ２２の押圧の度合は、ストツパ２
３を固定している駆動軸１４のネジ部２５によ
つてストツパ２３を左右に移動させることによ
つて調整される。
通常スイツチ２４が作動すると、エンコーダ
付きタコメータ２の読みと、Ｘ軸、Ｙ軸との関
係がくずれるために、ボール２１を初めのよう
に孔１８，１９に復帰させた後、Ｘ軸、Ｙ軸の
原点までＹ移動ステージと光学系及び分注機構
とを移動させ、エンコーダからの読みをリセツ
トさせることにより、初めの状態に復帰させる
ことができる。
(2) 光学系及び分注機構 第３図は光学系及び分注機構の側面図であ
り、第４図は同正面図である。
図には現われていないが、光学系及び分注機
構のブロツクには、後述するような人間の手と
同じように作業する例えば蓋の開閉をするリフ
ト機構も配設されている。
これらの機構を塔載したブロツクは、前述し
たXY軸駆動機構により、任意の位置に移動さ
れ、分注作業や光学的測定作業を行う。
第３図の２本のガイドレール１３に当接する
Ｘ軸ガイドブシユ１１とＸ軸ガイドローラ１２
によつて支持された光学系及び分注機構におい
て、第４図にも示すように３０はランプハウ
ス、３１は集光器及び光分配器、３２は導光用
グラスフアイバ、３３は照射レンズハウス、３
４は照射レンズ、３５は対物レンズ、３６は受
光素子等からなる光学系があり、第４図の光学
系の右隣には第３図の破断部に示すような必要
に応じて上下する分注針３９′を内蔵した分注
機構３９が配設されている。３７は分注針３
９′の上下駆動用のパルスモータであり、３８
は流体移送用のパイプである。
第５図、第６図は照射レンズハウス３３の説
明図であり、光検出測定を効率良く、かつ高精
度に行える工夫がなされている。第４図のラン
プハウスの光は、分配器３１によつて４本のグ
ラスフアイバに均等に分配され、照射レンズハ
ウス３３の４つ孔４０に送られる。
本実施例においては、XY軸駆動機構のスキ
ヤニング操作を有効に生かすために、受光素子
に多数の光電変換素子を並べたリニアイメージ
センサ（線状受像素子）が用いられる。従つ
て、光学的測定のための照射面は細長い均一な
光を必要とするが、細長いフイラメント像を結
像させて照射する方法は輝度のバラツキを生じ
させるために好ましくない。
又、通常、被検物質のパターン等を読み取る
際には透過が望ましいが、本実施例のごとき装
置においては、光源を底部に設けることは装置
が複雑化し、又、光源による熱の影響も無視で
きなくなるために、いわゆる散乱光をとらえる
方式による方が良い。
一方、読み取りの感度やSN比を向上させる
ためには、光強度を大きくするために、一方向
からの斜光だけでなく、多方向からの光が必要
であり、そうすることにより、光路長の差によ
る光量の不均一化を防止できる。
すなわち、照射レンズハウス３３の凹部４１
第５図には、第７図に示すような断面が半円状
で中央部に向つてくさび状の傾斜を有する照射
レンズ３４が２枚第４図に示すように固定され
る。この場合、第４図の２枚のレンズの間のス
リツト４２は照射面からの検出用の散乱光を通
過させる。
さて、第８図に示す光路の説明図に於いて、
グラスフアイバ３２からの照射光線は、スリツ
ト４３，４４で不要な光が除去され、ほぼ長方
形の帯状の断面を有する光として照射レンズ３
４を通過するが、この際にレンズ３４により光
路長の補正と集光が行われ、照射面のターゲツ
ト４５にほぼ均一な光を照射する。しかしなが
ら厳密には、第８図の照射面の前後左右には、
わずかな光量の差が生じ相当な影響を与えるた
めに、より高精度の測定の際には第８図の左側
からの光の照射（図示せず）を行うとともに２
本のレンズによつて合計４方向からの光の照射
を行い、被照射面上の光強度の均整化により検
出感度やSN比の向上が可能となる。
第９図にはターゲツト４５に照射される右側
からの照射光４６と左側からの照射光４７の例
を示す。いずれも台形状の光であるが、お互い
に左右のずれを補償し合い照射面に対し、所定
の角度で入射する光を得ることができる。
以上の方法は、例えば中央を中空にしたリン
グ状のレンズを用いても同様な効果が得られる
が、ターゲツトが長方形であるため不要な部分
までも照射して被検試料に影響をおよぼすおそ
れがあり、又複雑な加工を要し、第７図に示す
ようなレンズよりも製造コストが高くなる。
光学系及び分注機構のうち第１０図に示す分
注機構３９は、パルスモータ３７により、上下
機構４８が、パルスモータ３７に送られるパル
ス信号に応じて上下する。上下機構４８には光
学シヤツタ４９および流体ジヨイント５０が設
けられており、前者はリミツトスイツチ５１を
作動させ、一方後者はパイプ３８と分注針３
９′を上下に固定させる。
分注針３９′の下降は、リミツトスイツチ５
１とシヤツタ４９のリセツト位置からのパルス
モータ３７に与えられるパルス数に応じてなさ
れ、常に所定の上下動がなされる。分注針３
９′と光学系との相互の位置関係は常に一定で
あり、分注針は光学系によつて確認された任意
の位置への分注針の移動と、下降とが可能であ
る。
(3) 分注針洗浄機構 第１１図および第１２図は分注針洗浄機構の
説明図であり、前述した光学照射面と同じ高さ
の平面に洗浄機構の上端面が位置するように配
設される。
分注針３９′は、通常試薬の所定位置への分
注の他に、所定量の検体を吸引し、所定の位置
へ排出するといつた、検体の定量操作、運搬も
行なうために、検体相互間の汚染や、気泡の混
入あるいは試薬の混入等の影響が問題になり、
特に分注針３９′の外部に付着した汚れは分注
針にサビを生じさせるだけでなく、定量精度を
悪化させる。
分注針の効果的な洗浄は、生理的食塩水や蒸
留水にて洗浄後新しい紙等で拭き取るのが最も
望ましいが、自動化された分析装置においては
この方法を用いるのは困難であるために、以下
のような装置および方法が用いられる。
すなわち、第１２図に示すように中央に断面
が円錐状の空胴５２を有し、上部開口５３付近
で分注針３９′が通過できる程度にせばめられ
た通路５４と、前記円錐状の空胴５２が交差す
る付近に、斜め下方に開口した空気噴出および
洗浄用液体噴出用の複数個の通路６０，６０′
を上下２段に配設し、それぞれの通路は周回状
の通路５６，５７によつて結ばれ複数個の通路
６０，６０′にそれぞれ同圧の空気圧および液
体圧がかかるようにしてある。
空気圧はパイプ５８から供給され、液体はパ
イプ５９から供給される。
上記洗浄機構は大きく分けて３つの部分から
なり、空気導入口６１、液体導入口６２、円錐
状の空胴５２および排出口６３、通路６４、通
路６５等が設けられた本体６６と、空気及び液
体噴出用の通路６０，６０′等を具え本体６６
の中央上面に組込まれた中間部６７と、本体６
６と中間部６７への蓋部６８とで構成され、液
体、気体の漏れがないようにネジ６９で封止さ
れている。
分注針洗浄機構の動作は以下の通りである。
XY軸駆動機構により分注針３９′の位置を
開口５３の中央に位置させ、分注機構３９のパ
ルスモータ３７に信号を送り、分注針３４を下
降させて所定の位置に達したら洗浄用の液体を
通路６０から噴出させながら分注針３９′を引
き上げる。これを１回乃至複数回繰り返した
後、再び分注針３９′を引き下げ空気を噴出さ
せながら分注針をゆつくり引き上げることによ
り、洗浄用液体の拭き取りが行われる。すなわ
ち、空気を噴出させ、分注針に付着した液体を
吹き飛ばすことによつて紙や布で拭き取つたも
のと同じ効果が得られる。
分注針３９′の内部の洗浄は、分注針が最下
位に位置した時に、分注針の内部に洗浄液と空
気とを交互に通過させ、最後に空気を通過させ
て行う。
以上の動作は必要に応じ１回乃至複数回繰り
返す。これにより、例えば検体や試薬を吸引
し、数個所に所定量ずつ分注する際にも、ま
ず、外部を１回だけ洗浄し、さらに空気による
拭き取り動作を１回だけ行うことにより、分注
針のまわりに付着した液滴が完全に拭き取られ
るため、定量精度が飛躍的に向上し、検体や試
薬のボタ落ちなどの心配もなくなる。
なお、通路６０′および６０は、通常４個か
ら６個程度設けることが望ましく、それによつ
て分注針３９′のまわりをむらなく洗浄するこ
とができる。さらに通路６０′の延長線がお互
いに交差する点は、通路６０の延長線がお互い
に交差する点よりもわずかに上方に位置し、か
つ円錐状の空胴５２内に位置するように角度を
設定し、拭き取りミスが生じないようにする。
さらに、円錐状の空胴５２を設けたことによ
り、噴出した液体および空気は、すべて下方の
排出口６３に向い、開口５３から上方に吹き上
げることがないという大きな効果が得られる。
従つて、排出口６３は大気開放状態の圧力で
良く、あえて吸引圧力を与える必要はない。
(4) リフト機構 リフト機構は特に容器に収納された反応担体
に含まれる水分の蒸発を防止するための蓋を持
ち上げ、所定の試薬や検体の分注、光学的な測
定を行つた後に、再び容器に蓋をのせるための
ものであり、必要に応じ蓋以外の任意の物体を
持ち上げて移動したり、所定の位置で昇降する
ことも可能である。その際に、物体のほぼ重心
の位置に第１４図および第１３図に示すような
断面がカギ状の（逆Ｌ字形）のフツク７０を対
向して設けることが必要である。第１３図、第
１４図においては、板状の蓋７１の上面にフツ
ク７０を接着剤等で固定したものであり、フツ
ク７０の外部両側には遮光板７２を設けてい
る。
これは、リフト機構が確実に持ち上げたかど
うかを確認するためのものであり、フツク７０
を含め不透明な合成樹脂等で構成することが望
ましい。
リフト機構は、前述した光学系及び分注機構
の一部に持ち上げた蓋などが、分注あるいは光
学的測定のさまたげにならない位置に固定さ
れ、このリフト機構と光学系および分注機構と
の相互位置関係は常に一定である。
第１５図および第１６図はリフト機構の構成
および動作の説明図であり、第１５図は正面
図、第１６図はリフト機構の先端部の説明用平
面図であり、第１７図は側面図である。
ガイドレール１３によつて支持された光学系
及び分注機構の一部に固定された支持板７３，
７４を介し、緩衝ばね７５によつて吊り下げら
れた固定板７６には、パルスモータ７７、光学
的なセンサスイツチ７８，７９、センサスイツ
チ７８に遮光板８１を導くガイド８０、および
蓋を水平に保持する板バネ８１が設けられ、さ
らにパルスモータ７７によつて上下運動を行う
アーム８３の先端には、遮光板８１を伴つた先
端が扁平状のリフタ８４が固定されている。先
端の扁平板８５は、前記対向する断面がカギ型
（逆Ｌ字形）のフツク７０によつて形成される
空間８６を容易に通過できる程度の厚みと幅を
有し、角が丸味をおびた正方形をなし、さらに
姿勢制御用のガイド板８７が上部に設けられて
いて、持ち上げた蓋が容易に回転したり、斜め
にズレを生じないようにしてある。
センサスイツチ７８はアーム８３先端のリフ
タ８４の遮光板８１の位置を検出し、上限部に
停止させるものであり、一方センサスイツチ７
９は蓋７１に設けられた遮光板７２を検出し、
蓋をつかみ上げたかどうかの判定をなすのに用
いられる。
リフト機構の動作は、まずXY軸駆動機構に
より、リフト機構の中心をフツクの手前まで移
動させ、パルスモータ７７を作動させ、所定の
パルス数に応じた距離だけアーム８３を下降さ
せ、対向するフツク７０の間にアーム先端のリ
フタ８４が来るようにXY軸駆動機構を制御
し、アーム８３を上昇させると、蓋７１は持ち
上げられ、板バネ８２に当接し、センサスイツ
チ７８が遮光板を再び検出した位置、すなわち
破線８７で示す位置で蓋が保持される。
この状態で蓋を完全に保持しているかどうか
をセンサスイツチ７９が判定する。
この状態で分注や光学的測定を行い、それら
がすむと再びアーム８３が下降し、もとの位置
に蓋７１がのせられる。
緩衝ばね７５は、ワイヤ相互間にすき間が設
けられていない引つ張りばねであり、無理な力
を加えない限り、固定板７６を所定の高さに保
持するが、例えば誤動作により、先端部にシヨ
ツクが与えられてもリフト機構あるいは他の物
体に損傷を与えることなく傾き又は伸びを生
じ、状態が復帰すると再びもとの位置にもどる
ためのものである。
以上のように、本発明装置にあつては、持ち
上げられる物体にフツク７０を一対設けるだけ
で、簡単な上下動をするリフト機構を用いて確
実に蓋の開閉などの動作を行うことができる。
(5) 試薬ホルダまたは検体ホルダ 第１８〜第２３図は試薬ホルダまたは検体ホ
ルダの説明図であり、ホルダ本体９０とカバー
９１とで構成される。使用時には開封した試薬
瓶や、試験管、バイアル等が並べられ、カバー
９１との間にアルミニウムのフオイルAl（第２
３図）がかぶせられる。
分注針３９′はアルミニウムフオイルを突き
破つて下降し、試薬あるいは検体を吸引する。
アルミニウムフオイルは、外部からのほこりや
ゴミの侵入を防止すると同時に試薬や検体の水
分の蒸発を防止する。
ホルダ本体９０は、合成樹脂等の成形品であ
り、瓶や試験管を保持する孔９２，９３の底部
には穴があけられ、水洗いを容易にし、又、こ
ぼれた液が底から抜き出せるようにしてある。
通常、孔９３には試薬瓶が並べられ、孔９２
には使い捨ての小型の合成樹脂製試験管が並べ
られる。
カバー９１の両端部には、板バネ９４が複数
個固定されていて、ホルダ本体９０とカバー９
１との間にはさんだアルミニウムフオイルが、
容易にはがれないようにしてある。
カバー９１は広い開口面をそなえたステンレ
ス製の板が用いられ、カバー面で２次元的に移
動する分注針３９′の動作をさまたげないよう
にしてある。
なお、ホルダ本体９０の外周縁９５には、位
置決め用のピンが当接するための切り欠き状の
穴９６または長穴９７が左右非対称の位置もし
くは一方の縁にのみ設けてあり、ホルダの位置
および方向が誤りなくセツトできるようにして
ある。
なお、カバー９１をはずす場合には、板バネ
９４を外側斜め上方に持ち上げることによつて
行う。
試薬検体ホルダは、第２３図に示すように、
分注針洗浄機構の隣りに設けることが望まし
い。すなわち、試薬および検体を吸引した後に
一度必ず分注針３９′の外側に付着した余分な
液を拭き取る作業を行うからである。
以上の構成、すなわち(1)XY軸駆動機構、(2)
光学系及び分注機構、(3)分注針洗浄機構、(4)リ
フト機構、(5)試薬ホルダまたは検体ホルダを用
いれば、例えば、培養試験すなわち細菌のコロ
ニーを作る過程の経時変化を人手を借りずに連
続かつ逐次的に自動測定することができる。こ
の場合、シヤーレの内部に培養に用いる培養用
のゲルを充填し、シヤーレの蓋に前述したフツ
ク７０を設けておくだけで、自動的に複数個の
シヤーレの蓋をあけ、それぞれのシヤーレに菌
を植えつけ、蓋を閉め、間欠的に光学的なスキ
ヤニングし、コロニーの増加状況を映像である
いはパターン認識により数値的に測定すること
ができる。
又、同様に各種菌に対する殺菌能の測定など
も容易に行うことが可能であり、又、臨床医学
の分野の検体測定で行われる免疫学的測定、例
えば血液型の判定、免疫グロブリンの測定、特
にSRID法（一元放射免疫拡散法）による血漿
蛋白の測定、血液の凝集反応試験などの種々の
抗原体反応の測定に効果的である。
しかも、反応が短時間で行われる場合は勿
論、数時間から数十時間も要し、所定時間おき
に反応過程の測定が必要な場合などでも装置の
シーケンス部分にプログラムを記憶しておくだ
けで、それぞれの仕様に応じての自動的な試薬
の添加や測定を行うことができる。
さらに、本発明は以下のバツフアタンク及び
プレートの各要素を結合することにより、自動
化された高精度の電気泳動測定装置を提供する
ことができる。
またさらに、前述した免疫学的な測定と組合
わせることにより、自動化された免疫電気泳動
装置としても応用することができる。
以下にその構成および詳細を説明する。
(6) バツフアタンク電気泳動を行うためにはセル
ロースアセテート膜や寒天、アガロース等の泳
動支持体と、電極およびバツフア（緩衝液）を
収納した一対のバツフアタンクが必要である。
これらのバツフアタンク間に泳動支持体を橋
渡しさせ、電流を通じて検体に含まれる各種成
分に固有の電荷の差異に基く易動度の差により
分画が生じ、これらの分画された成分を深色液
等の試薬を用い発色させその濃度やパターンを
光学的に読み取る。
又、さらに免疫学的測定を行うには、これら
の分画された成分と反応する抗体あるいは抗原
を用い、沈澱によつて生ずる沈降線のパターン
を光学的に読み取る。
第２４図ないし第３２図は、バツフアタンク
およびその収納部の説明図である。
バツフアタンク１００は、同時に複数個の支
持体をセツトできるように上部が開口した細長
い直方体の形状をなし、その両端部１０１，１
０２には、バツフアタンクを固定するための切
り欠き１０３および溝１０４，１０５および穴
１０５を設けてあり、切り欠き１０３を中心に
して回動が可能なように収納部に固定される。
第２７図には、バツフアタンク１００内に収
納固定される電極部１００Ａが図示してある。
白金等の裸の電線１０６が支持棒１０７に固
定され、さらに支持棒の両端には固定具１０
８，１０９によつて、バツフアタンク１００に
固定される。
固定具１０９には電気接点１１０がバツフア
タンクの端面１０２の外側に位置するように設
けられ、電線１１１を介して電線１０６に接続
されている。また、支持棒１０７のほぼ中央部
には、支持棒のゆがみを防止する支持片１１２
が設けられ、その底辺１１３がバツフアタンク
１００の内部底辺に接するように構成されてい
る。
第２８図及び第２９図はバツフアタンク１０
０を本発明装置の本体の一部に設けられたバツ
フアタンク収納部に固定した時の説明図であ
る。
バツフアタンクの収納部には、バツフアタン
ク１００を固定し、かつ回動を行わしめるノブ
１１４と、このノブ１１４に固定された軸１１
５および回動片１１６が設けられていて、バネ
１１７により軸１１５を常に外側へ押し出そう
とする力が加えられている。
回動片１１６の軸１１５と反対側の端部に
は、第２５図に示すバツフアタンクの端面１０
１の穴１０５′に当接する突起１１８および本
発明装置の本体１１９に設けられた穴１２０に
当接する突起１２１が具えられていて、さらに
反対側には、第２６図に示す端面１０２を切り
欠き１０３を支持する軸１２２が設けられてい
て、軸１１５とともにバツフアタンクを底部で
支持する。
さらに、装置本体１１９には、バツフアタン
ク１００に設けられた電気接点１１０に接触
し、電流を供給するための板バネ状の接片１２
３が固定されていて、バツフアタンク１００が
直立した時にのみバツフアタンク１００の接点
１１０と接触するように位置されている。すな
わち、第３０図に示すノブ１１４の位置がａの
状態にある時には直立状態であり電気的な導通
が行われｂの状態では接点ははずれた状態にあ
り、同時に第２８図に示す回動片１１６の突起
１２１が、本体１１９に設けられた最も深い穴
に落ち込むために、ノブ１１４は第２８図より
ももつと左側に押し出され、従つて突起１１８
はバツフアタンクの端面１０１に設けられた穴
１０５′からはずれた状態にあり第３１図の左
側の図のように容易に抜き出すことができる。
さらに第３０図のノブ１１４がｃの状態にある
時は、回動片１１６は、第２８図に示す突起１
２１が穴１２０からはずれた状態にあり、さら
に右側の方に位置し、同時にバツフアタンク１
００を第３１図右側のように傾け、内容物、即
ちバツフアを装置本体１１９の底部へ流し出
す。
以上のようにａ，ｂ，ｃで代表されるノブの
３つの状態、即ちバツフアタンクの固定、脱着
および内容物の排出が、ノブ１１４によつて簡
単に行え、バツフア液の交換あるいはタンクを
はずしての洗浄が非常に容易である。なお、バ
ツフアタンク１００は一対となつており、第２
４図から第２８図では一方のみを図示したが、
もう一方も同様に対称の構造を有している。
(7) プレート プレート１２５は泳動支持体のうちで寒天あ
るいは、アガロースを収納するためのものであ
り、第３２図に示すごとく装定されるが、例え
ばセルロースアセテート膜での電気泳動を行う
場合には、本発明の実施例によらず単なる板状
のもので構成することも可能であり、また他の
細菌学的な測定を行う場合にはバツフアタンク
は不要であり別の形状のシヤーレを用いること
が可能である。
本実例においては、免疫電気泳動に応用した
際に適した寒天あるいはアガロースを収納する
ための合成樹脂製のプレートおよび蓋の一例に
ついて説明する。第３３図はプレート１２５の
断面を示す説明図であり、第３４図は平面図で
あり、第３５図は蓋１２６の平面図である。
プレート１２５は、底部両側に開口１２７を
設けた脚部１２８を有し、底面１２９が平坦で
かつ底部の強度を増すための縁１３０が設けら
れていて、バツフアタンクの上端に接触しない
ように縁１３０の両側に切り欠き１３１を設け
てある。
寒天もしくはアガロース１３１は、脚部１２
８の内部先端まで充填され、底面１２９と同様
に平坦でかつ厚味が均一な状態になるように充
填される。
なお上端縁に設けられた長円１３２および切
り欠き１３３には位置決め用のピンが当接す
る。
第３５図に示す蓋１２６にはリフト機構の所
で説明した対向するフツク７０が設けられ、必
要に応じ光学的な位置決め用のマーク１３４が
設けられる。
蓋１２６はプレート１２５の内部の最上段縁
１３５に置かれる。
プレートは、第３２図に示されるように、バ
ツフアタンク１００のバツフアの液面下に脚部
１２８の開口１２７が位置するように設置さ
れ、バツフアを開して電気的に接続される。
次に、本発明測定装置の各構成要素の全体的配
置を説明する。第３６図に示すように、プレート
１２５は本発明装置の本体１１９の水平に保たれ
た水平板上の所定の位置に、分注針洗浄機構(3)
や、試薬ホルダ及び検体ホルダ(5)とともに配置さ
れる。
第１図に示す光学系及び分注機構と関連した
XY軸駆動機構(1)は、本体１１９の一部に、第３
６図の上記(3)、(5)やプレート１２５等の各機構要
素をまたぐ状態で固定される。
第３６図の複数個のプレート１２５のうち最左
端の下のプレートには、免疫電気泳動用の検体用
の穴１３７、抗血清用の溝１３８が設けられたも
のとして図示されている。
第３７図は本発明装置を動作させるときに機能
する電気回路及び流体回路の一例を示す説明図で
ある。破線の内部がスキヤニングを行うブロツク
ダイヤグラム部分であり、光源１５０、受光部１
５１、検出回路１５２、光源用電源１５３、分注
機構１５４、リフト機構１５５等で構成され、Ｘ
軸駆動源１５６およびＹ軸駆動源１５７でスキヤ
ニングが行われる。バツフアタンク１５８への泳
動電圧の供給は泳動電源１５９で行われる。
光源用電源１５３、分注機構１５４、リフト機
構１５５、Ｘ軸駆動源１５６、Ｙ軸駆動源１５７
の諸動作は電気制御回路１６０で制御され、さら
に電気制御回路１６０は流体制御回路１６１を駆
動する。この流体制御回路１６１は、ポンプ１６
２からの空気圧、および弁１６３，１６４を介し
ての洗浄液の移送を制御し、分注機構１５４、お
よび分注針洗浄機構１６５に空気または洗浄液タ
ンクからの洗浄液を送り出し、あるいは分注針の
吸引排出を制御する。
検出回路１５２および電気制御回路１６０は、
データ処理回路１６７に接続され、データ処理装
置１６７は、記憶回路１６８、CRTデイスプレ
イ１６９、入力装置１７０、データプリンタ１７
１に接続されている。
検出回路１５２の出力信号はデータ処理回路１
６７によつて記憶回路１６８に記憶されるととも
に、CRTデイスプレイ１６９で表示され、プリ
ンタ１７１に直接プリントアウトすることも可能
である。
さらに、データ処理回路１６７で種々の演算に
より、パターン認識あるいは各測定データによる
各種検体の濃度測定等を行い、プリンタ１７１に
印字、あるいはCRTデイスプレイ１６９でモニ
タ表示を行うことができる。
種々の演算の順序や、電気制御回路１６０への
指令は、記憶回路１６８にあらかじめ記憶された
プログラムに従つて行われ、入力装置１７０によ
つてプログラムの開始、あるいはプログラムの変
更等が行われる。
以上電気回路及び流体回路装置を用い電気泳動
を行う測定例を示すと、バツフアタンク１００に
バツフアを満たし、試薬ホルダ及び検体ホルダの
本体９０（第１６，１８，１９図）に各々試薬ビ
ン、検体を収納した試薬管をセツトし、蓋付のプ
レートを並べ、入力装置１７０により測定開始信
号を入力させると、データ処理回路１６７によ
り、記憶回路１６８のプログラムに従つて電気制
御回路１６０に指令信号が送られ、各プレートの
位置、試薬ホルダ及び検体ホルダ、あるいは分注
針洗浄機構の位置が光学的スキヤニングによつて
確認され、異常がないと次の動作に移る。
分注針の洗浄後、試薬検体ホルダの検体が、第
３６図に示す検体穴１３７に所定量分注され、順
次くり返し定量分注が行われる。この際すでに光
学系及び分注機構や分注針洗浄機構あるいはリフ
ト機構の部分で説明したように、分注針を洗浄
し、検体を所定量吸引し、再び分注針の周囲を洗
浄し、プレートの蓋をあけ所定の位置に分注針を
下降させ、分注し、蓋を閉じ、再び分注針を洗浄
するという操作が必要に応じくり返す。
同一のバツフアタンクにセツトされているプレ
ートへの検体の分注が終ると、そのバツフアタン
クへの泳動用の通電が開始される。続いて次の列
の分注が開始される。
所定の時間後に通電が停止し、続いて染色液を
プレートに分注し、染色後読み取りが行われ、各
種成分の濃度測定が行われる。
免疫反応による免疫電気泳動の際には、泳動電
源の停止後、各抗血清用溝に抗血清が分注され、
数時間から十数時間の免疫拡散を行う。抗原抗体
反応による沈降線は、プレートのゲル層に出現
し、沈澱粒子は染色行程なしでも読み取ることが
可能である。これらの沈降線は、パターン認識に
よつて、各種成分の識別を行いまたは濃度の読み
取りが行われる。
この読み取りは、プログラム順により数回にわ
たつて行うことも可能であり、また抗血清の組み
合せによつて特定成分の検出に限定することも可
能である。
さらに、測定誤差を少くするために、標準の抗
原抗体反応を同時に行い、標準物質の反応速度に
よる沈降線濃度との比を求めることにより測定精
度の向上を図ることができる。
本発明装置は、バツフアタンク及びプレートを
付設することにより、従来の用手法や装置で得ら
れなかつた高精度の自動測定ができる。すなわ
ち、検体注入用の穴や抗血清注入用の溝をあらか
じめ光学的にスキヤンし、位置を確認し、ミクロ
ンオーダの寸法精度で所定位置に分注を行い得ら
れた分画物質の位置または免疫反応の沈降線の位
置やパターン、あるいは濃度の測定を支持体を初
めから最後まで静置したままで、たえず以前の結
果と比較しながら測定できるため、被測定系を個
別に処理したり測定を行つていた時よりもはるか
に反応物質の位置、寸法、濃度等に関する情報量
が多く、従つて精度が高い測定結果が得られる。
また本発明装置は、研究所等における種々の反
応測定に用いられるのみならず、臨床検査に用い
ることにより、省力化は勿論、新しい免疫学的な
診断法を提供したりその開発を助け診断及び治療
の適正化に顕著に寄与し得るものである。
【図面の簡単な説明】
添付図は本発明による光学式自動分析測定装置
の実施例を示すもので、第１図は装置ブロツク上
で光学系及び分注機構を２次元的に移動させるた
めのXY軸駆動機構の概略を示す斜視図、第２図
は第１図の駆動モータに機械的に接続された駆動
軸端に設けたスリツプクラツチの部分破断拡大側
面図、第３図は光学系及び分注機構の部分破断側
面図、第４図は同正面図、第５図は照射レンズハ
ウスの部分破断拡大側面図、第６図は照射レンズ
の平面図、第７図は照射レンズの斜視図、第８図
は照射レンズハウス内の光路の説明図、第９図は
左右から補償し合う均一な光束の照射面の説明
図、第１０図は分注機構の拡大側面図、第１１図
は分注針洗浄機構の上面図、第１２図は同側断面
図、第１３図は蓋の部分拡大平面図、第１４図は
同側断面図、第１５図はリフト機構の正面図、第
１６図はリフト機構の先端部の平面図、第１７図
はリフト機構の側面図、第１８図ないし第２３図
は試薬ホルダ及び検体ホルダを示し第１８図は平
面図、第１９図は側断面図、第２０図はカバーの
側断面図、第２１図は組付け時の第２０図右端部
分の部分拡大図、第２２図は第２１図の平面図、
第２３図は試薬ホルダ及び検体ホルダ面にアルミ
ニウムフオイルを被せた状態を示す説明用平面
図、第２４図ないし第３２図はバツフアタンクと
その収納部を示し第２４図はバツフアタンクの側
面図、第２５図は同左端面図、第２６図は同右端
面図、第２７図はバツフアタンク内に装着する泳
動電極の側面図、第２８図は収納部にバツフアタ
ンクを固定した状態の部分破断側断面図、第２９
図は同平面図、第３０図は同部分破断左端面図、
第３１図はバツフアタンクを回動せしめたときの
説明のための端面図、第３２図はバツフアタンク
にプレートを装着したときの側断面図、第３３図
はプレートの側断面図、第３４図は同平面図、第
３５図は蓋の平面図、第３６図はプレートを装置
に列設した状態を示す部分平面図、第３７図は本
発明装置における動作を制御する電子回路及び流
体回路のブロツク図である。 １，２，３，４，５：Ｘ，Ｙ軸動源、６，７：
ベルト、１１：Ｘ軸ガイドブシユ、１２：Ｘ軸ガ
イドローラ、１３：Ｘ軸ガイドレール、９：Ｙ軸
ガイドブシユ、１０：Ｙ軸ガイドレール、１
１′：Ｙ移動ステージ、１５，１６，１７，１８，
１９，２０，２１，２２：スリツプクラツチ、３
９：分注機構、３９′：分注針、３０，３１，３
２，３３，３４，３５，３６：光学系、５２，５
４，６１，６２，６６，６７，６８：分注針洗浄
機構、７０：フツク、７１：蓋、８４：リフタ、
９０：ホルダ本体、９１：カバー、Al：アルミ
ニウムフオイル、１００：バツフアタンク、１０
０Ａ：電極部、１１９：バツフアタンク収納部。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ XY軸駆動機構と、 該XY軸駆動機構によつて２次元方向に移動し
    試薬と検体との反応後の光学的特性を読み取るた
    めの光学系と、 該光学系と一体化され前記XY軸駆動機構によ
    つて２次元方向に移動する分注針を有し前記試薬
    または検体を吸引して所定の位置にそれぞれ所定
    量分注するための分注機構と、 前記試薬または検体の吸引の前後に前記分注針
    の内部に空気及び洗浄液の一方または両方を流す
    とともに前記分注針の外表面に空気及び洗浄液を
    噴射するための分注針洗浄機構と、 を具えたことを特徴とする光学式自動分析測定装
    置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の分析測定装置に
    おいて、前記XY軸駆動機構は、Ｘ軸駆動源及び
    Ｙ軸駆動源、Ｘ軸ガイドローラ及びＹ軸ガイドレ
    ール、Ｘ軸ガイドブシユ、Ｙ軸ガイドレール、Ｙ
    軸ガイドブシユ及びＹ−移動ステージを具え、前
    記Ｘ軸駆動源及び前記Ｙ軸駆動源には駆動モータ
    とスプロケツトとの間にスリツプクラツチを介設
    したことを特徴とする前記分析測定装置。 ３ 特許請求の範囲第２項記載の分析測定装置に
    おいて、前記スリツプクラツチは、クラツチ板、
    ボール保持板、スプロケツト及びガイド板を有
    し、前記クラツチ板を駆動軸に固定する一方、前
    記ボール保持板、スプロケツト及びガイド板は前
    記駆動軸に対して回動自在であるとともに前記駆
    動軸に固定されたストツパにより押圧されて前記
    クラツチ板と連動するように構成したことを特徴
    とする前記分析測定装置。 ４ 特許請求の範囲第１項または第２項記載の分
    析測定装置において、前記光学系は、前記Ｘ軸ガ
    イドレール及びＸ軸ガイドローラによつて支持さ
    れ、ランプハウス、集光器、導光用グラスフアイ
    バ、レンズハウス、照射レンズ、対物レンズ、及
    び受光素子を具え、前記分注機構は上下動可能な
    分注針を内蔵したことを特徴とする前記分析測定
    装置。 ５ 特許請求の範囲第１項記載の分析測定装置に
    おいて、前記分注針洗浄機構は前記分注針を挿通
    するほぼ円錐状の空胴と該空胴の上部に設置した
    それぞれ複数の空気噴出用通路及び洗浄液噴出用
    通路を具えることを特徴とする前記分析測定装
    置。 ６ 特許請求の範囲第１記載の分析測定装置にお
    いて、前記リフト機構は試薬または検体ホルダの
    上面で上下動されるフツク付き蓋に係合するリフ
    タと、該リフタに連結された緩衝ばねとを具える
    ことを特徴とする前記分析測定装置。 ７ 特許請求の範囲第１項または第６項記載の分
    析測定装置において、前記試薬または検体ホルダ
    は、ホルダ本体とカバーさらにこれらの間に挿定
    したアルミニウムフオイルを具えることを特徴と
    する前記分析測定装置。 ８ 特許請求の範囲第１項または第６項記載の分
    析測定装置において、バツフアタンク及びその収
    納部を具えることを特徴とする前記分析測定装
    置。 ９ 特許請求の範囲１または８記載の分析測定装
    置において、前記バツフアタンクは電極部を収納
    固定していることを特徴とする前記分析測定装
    置。
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