JPH0444944B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、分析装置に関し、さらに詳述する
と、遠心分析装置に係るものである。

遠心分析装置は、吸収、光散乱およびけい光の
ような技術により、速度及び終点分析を含む種々
の分析を行なうのに有用である。

一般に、このような分析装置は、離間した細長
い、半径方向に延在するセルの円周方向配列を有
するところの多セルロータアセンブリを利用し、
各セルは、血液又は生理液体の試料である第一の
反応物質を最初に保持するための内室と、１つ又
はそれ以上の異なる反応物質を最初に保持するた
めの外室とを有する。底面が円錐形の連通部を介
して２つの室が連通し、被分析試料は、この円錐
形の底面を乗り越えるようにして、遠心力により
連通部を通り室の一方から他方へ移転し、試薬と
混合および反応を行い反応物質を得る。得られた
反応物質は、遠心力によりセルの外端の所にある
分析領域へ移転され、放射線が照射され分析が行
われる。

そのような分析装置は、例えばAndersonの米
国特許第3555284号に開示されているような、再
使用形のロータ、又はTiffanyらの米国特許第
4226531号に開示されているような、使い捨て形
ロータを使用する。Tiffany特許に開示されたロ
ータのセルは、自動化装填装置で連続的に装填さ
れ、典型的には小量の試料（２〜20マイクロリツ
トル）が内室に装填されかつ200マイクロリツト
ルまでの量の試薬が外室に装填される。

装填セルロータは次いで分析装置へ移転され、
側光、光散乱および／またはけい光のような方法
で分析が行なわれる。典型的な分析シーケンスに
おいては、ロータアセンブリは最初に100rpmで
回転させられ、次いで約１秒で約4000rpmに加速
され、内室から反応物質を外室へ移転して試料と
試薬を混合し、次いでブルーキをかけられ、次い
で約1000rpmの速度に上げられて分析を行なう。
Anderson特許に開示された分析装置においては、
単一光源と単一光検出器とが整合させられ、セル
のそれぞれの分析領域が整合した光源と光検出器
との間を通り、これによりロータのそれぞれのセ
ル中の反応混合物の単一の特定成分を決定する。
従来の遠心分析装置では、試料の異なるパラメー
タに関する側光分析は分析時間の延長および完全
に異なる機械の再始動又は使用を必要とする。

本発明に従つて、セルの円周方向配列を画定す
る多セルロースを受けるための支持体を有する遠
心分析装置で提供され、ロータの分析領域は、ロ
ータが支持体上にあるとき、支持体の周辺のまわ
りに円周方向に配置される。

駆動装置がロータ支持体を回転させてセルを遠
心力にかけ、セルのそれぞれの分析領域中の反応
生成物を分析のために配置し、ロータ支持体が回
転させられるとき全分析領域が固定円形通路に沿
つて移動させられる。複数の固定分析チヤンネル
が支持体の周辺のまわりの固定円形通路に沿つて
配置され、各分析チヤンネルは、分析領域が通路
に移動させられるとき、分析領域中へ放射線を指
向させる手段と、ロータのセルの分析領域から放
出された放射線を受けかつ放出放射線の関数とし
て出力信号を発生するために、放射線指向手段と
整合した放射線センサとを含む。複数の放射線セ
ンサに結合されたプロセツサ装置が、ロータのセ
ルが遠心力をかけられている間関数の放射線セン
サで発生された出力信号を同時に受け、かつ受け
た出力信号に応答してロータセル中の反応混合物
に関する分析データを与える。

好適実施態様において、分析装置は分析チヤン
ネルの構成要素を光整合させて支持する固定フレ
ーム構造体を含み、放射線指向手段は単一又は多
数の光源からの放射線を同時に整合セルの同数の
分析領域の透明窓上へ指向させる手段を含み、放
射線センサは対応する複数の光検出器であり、駆
動装置はロータ支持体を駆動するために固定フレ
ーム構造体で担持されたモータを含み、かつ分析
チヤンネルはさらに分析領域を通して伝達される
放射線を特定波長に限定するための対応する複数
の手段を含む。この分析装置は、各種セルに収容
された試料の異なる波長における吸光度または透
過率のほとんど瞬間的な測定を可能にし、これに
より１人又はそれ以上の患者に関する１つ又はそ
れ以上の診断プロフイールを与える。

特定実施態様において、放射線指向手段は光フ
アイバを含み、放射線限定手段は各種干渉フイル
タを含む。この実施態様において、光エンコーダ
手段がセル用の電気同期信号をプロセツサに供給
する。放射線源はミラーと無熱フイルタとの間に
配置され、可視スペクトル及び不可視スペクトル
の放射エネルギを分析チヤンネルに供給する。回
転支持体はその周縁に沿つてロータのセルと同数
の穴を有する。

本発明は、ロータ中のセルの数によつてのみ制
限される、異なる数のパラメータの分析を要求す
るところの任意数の被分析試料に関する分析を実
行することができる分析装置を提供するものであ
る。この分析装置は１人又はそれ以上の患者に関
する１つ又はそれ以上の診断プロフイールを与え
ることができる。さらに、この分析装置はまた二
色又は多色分析を行なうことも可能である。

本発明の他の特徴及び利点は図面と関連する特
定実施態様の以下の説明から明らかになる。遠心
分析装置１０は分析光度計型のものであり、固定
ベース１１を含み、これにモータＭが固着されて
いる。モータＭは部材１７を介して分析ロータ１
６の支持体１５を駆動し、部材１７は支持体１５
とモータＭのシヤフトとを連結している。

６つの光フアイバチヤンネル３０〜３５が適当
なシールを介してベース１１と一体である部材１
２に結合されている。

光フアイバ３０〜３５へ放射線を伝達するため
に光源ＬがミラーＳと無熱フイルタＧとの間に配
置されている。

分析ロータ１６は、従来公知のものであり、ロ
ータ１６の外部には、半径方向に長いセル１８が
40個以上の数をもつて円周方向に配列されてい
る。各セル１８は、半径方向内方にある第１の室
領域１８ａと、円錐状の底面１８′を有する連通
部１８ｂを介してこの第１室領域１８ａと連通す
る半径方向外方の第２の室領域１８ｃとで構成さ
れている。セル１８の頂壁の判決方向内方と外方
に穴２２，２０が設けられている。穴２２は、第
１室領域１８ａに被分析試料を導入するための第
１装填口であり、穴２０は、第２室領域１８ｃ
に、特定波長に対して特定化された試薬を導入す
る第２装填口である。ロータ１６が回転すると被
分析試料は、遠心力により円錐状１８′の底面を
乗る越えるようにして連通部１８ｂを通り、第１
室領域１８ａから第２室領域１８ｃに移動して試
薬と混合および反応する。

モータＭが支持体１５を駆動してロータ１６を
回転させるとき試料は遠心力で試薬と混合され
る。

支持体１５の周辺にありかつロータ１６のセル
の数と同数の穴（第４図で４０〜４５）がそれら
のセルの分析領域と整合させられている。

支持体１５が回転すると、それらの穴は１つず
つ、分析チヤンネル光フアイバ（第４図の３０〜
３５）の１つと又は光源Ｌから光ビームの伝達の
ために設けられた他の同等手段と合致する。光フ
アイバ３０〜３５の端と固定整合しているもの
に、固定アーム突起１３上に支持された一連の６
つの異なる干渉フイルタ５０〜５５と、ベース１
１の固定フランジ突起１４上に支持された６つの
光検出器６０〜６５とがある。いくつかの光ビー
ムが、図示のように、光フアイバ３０〜３５によ
つて、セル１８中に収容された各種化学溶液を１
つずつ通し、次いで支持テーブル１５の穴（すな
わち４０〜４５）及び干渉フイルタ５０〜５５を
通して伝達され、これにより対応光検出器６０〜
６５に達し、光検出器はセル１８の分析領域の透
明窓と整合しており、各光フアイバー光検出器チ
ヤンネルは、そのチヤンネルの干渉フイルタで決
定される特定波長において、セル１８に収容され
た被分析試料の吸光度を決定することができる。
光検出器６０で発生された電気信号はプロセツサ
Ｖへ送られる。

光エンコーダＥは各セル１８の読取り位置の電
気同期信号をプロセツサＶへ供給する。

したがつて、分析装置１０の６つのチヤンネル
がロータ１６の40個のセル１８に収容された化学
溶液を６つの異なるパラメータに関して同時に分
析するとき、本発明に係る光度計１０はそれ自身
の特定工業分野において大きな前進を表わすもの
である。

第１，３図において、部材２１，２３はロータ
１６の支持体１５と共に固定され、これらの部材
は中央凹部２５（第３図）中及びその下方の凹部
中に正確に配置され、前記各凹部はロータ１６に
組込まれ、ロータ１６がその支持体１５と共に駆
動されるようになつている。セクタ１３及びセク
タ１４は干渉フイルタ５０〜５５及び光検出器６
０〜６５をそれぞれ支持している。第２図におい
て数字２１′はロータ１６及び支持体１５の所定
配向を与える表面を示す。

分析シーケンスにおいて、ロータ１６は予備運
転中駆動モータＭによつて約4000rpmに加速さ
れ、内室に収容された反応物をランプ表面に沿つ
て上方にかつフランプクレストを横切つて外方に
流して外室に入れる。ロータは次いでブレーキを
かけられてロータ１６を急速に減速し、これによ
り反応物質の混合をさらに高め、次いで連続する
光度測定が光フアイバ３０〜３５と光検出器６０
〜６５との間のそれぞれの光軸に沿つて行なわ
れ、その間ロータ１６は約1000rpmの速度で回転
している。分析操作中、遠心力が各外室内の反応
物質の全部を半径方向外方に駆動して分析領域を
充填する。

前述したように、多重点において光ビームを同
時に伝達するための適当な手段は光フアイバに限
定されるわけではなく、ミラー又はプリズム又は
他の同等手段であつてもよい。もちろん、それら
の数ならびに干渉フイルタ及び光検出器の数は多
少変えることができ、同様にロータに設けられる
セルの数及びそれらの断面形状ならびに前記セル
に被分析試料及び試薬を添加する窓の断面形状を
変えることができる。

本発明の特定実施態様が図示かつ説明された
が、種々の改変が当業者には想到され、したがつ
て、本発明は開示実施態様及びその細部に限定さ
れるものではなく、本発明の精神及び範囲内で他
の実施態様も可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る多セルロータアセンブリ
の平面図である。第２図は第１図のロータアセン
ブリの側面図である。第３図は第１図のロータア
センブリの底面図である。第４図は第１図のロー
タアセンブリ中のセルの詳細を示す断面斜視図で
ある。 １０……遠心分析装置、１１……ベース、Ｍ…
…モータ、１５……支持体、１６……ロータ、１
８……セル、３０〜３５……光フアイバ、Ｌ……
光源、Ｇ……無熱フイルタ、４０〜４５……穴、
５０〜５５……干渉フイルタ、６０〜６５……光
検出器、Ｖ……プロセツサ、Ｅ……光エンコー
ダ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 多セルロータを固定垂直軸の周りに回転可能
   にかつ水平に保持する支持体を有する遠心分析装
   置にして、該多セルロータには、半径方向外方に
   延びるセルを円周方向に複数配列されており、該
   各セルは、第１の成分を入れる第１室領域と、該
   第１の室領域に該第１の成分を導入するための第
   １装填口と、第２の成分を入れる第２の室領域
   と、該第２の室領域に第２の成分を導入する第２
   の装填口とを有し、該第１室領域は、該第２室領
   域とは連通部を介して連通され、前記多セルロー
   タが回転した時に前記第１成分は、該連通部を通
   り前記第１室領域から前記第２室領域へと移転し
   て前記第２成分と反応して反応生成物を生成する
   ようになつており、また前記各セルの半径方向外
   方壁に隣接して、前記反応生成物を分析するため
   の分析領域が設けられ、これら分析領域は、前記
   多セルロータを前記支持体上に水平に配置した時
   に前記多セルロータの外周に沿つて位置するよう
   になり、前記支持体は、前記駆動装置により駆動
   されて前記多セルロータを回転させて前記セルに
   遠心力を与え、これにより前記第１成分が前記連
   通部を越えて前記第１室領域から前記第２室領域
   に移動し、ここで前記第２成分と反応して反応生
   成物を生成し、しかして前記ロータ回転中前記分
   析領域は、該ロータと同軸な円形経路沿いに回動
   するようになつているものにおいて、 前記多セルロータの回転時に動作し、前記各セ
   ルの反応生成物をほぼ同時に分析するための手段
   を有し、該手段は、 前記ロータの外周に隣接する前記円形経路に沿
   つて配置され、該円形経路に沿つて移動する前記
   分析領域の所定の数のものに連続的に放射線を指
   向させる手段を有する固定分析チヤンネルと、 前記固定分析チヤンネルと前記放射線指向手段
   と同数でかつこれらに整合し、前記多セルロータ
   の各セルの分析領域から出射した放射線を受け、
   かつ該出射放射線に対応する出力信号を発生する
   複数の固定放射線センサと、 前記放射線センサに接続され、前記駆動装置が
   前記多セルロータを回転させている間前記出力信
   号をほぼ同時に受信し、該出力信号に応答して前
   記分析領域における前記反応生成物質の所定のパ
   ラメータに関しての分析データを提供するための
   プロセツサ装置と、 を有することを特徴とする遠心分析装置。 ２ 特許請求の範囲の第１項に記載の分析装置に
   おいて、前記分析チヤンネルを支持する固定ベー
   スに固定され、前記セルのうち整合したセルの分
   析領域の窓穴に放射線を同時に照射する手段が前
   記放射線指向手段に設けられ、前記分析チヤンネ
   ルには、前記ベースに固定された種々の干渉フイ
   ルタが設けられ、前記各セル中の反応生成物質の
   光吸収度あるいは透過率を各異なる波長で測定し
   て、患者の診断結果を与えるようになつている分
   析装置。 ３ 特許請求の範囲の第１項に記載の分析装置に
   おいて、前記セルを同期させるための同期信号が
   前記プロセツサ装置に送られるようになつている
   分析装置。 ４ 特許請求の範囲の第１項に記載の分析装置に
   おいて、前記放射線を前記分析チヤンネルに送る
   放射線源が、ミラーと無熱フイルタとの間に配置
   されるようになつている分析装置。 ５ 特許請求の範囲の第１項に記載の分析装置に
   おいて、前記放射線指向手段が光フアイバを含む
   分析装置。 ６ 特許請求の範囲の第１項に記載の分析装置に
   おいて、前記分析チヤンネルで使用される放射線
   は、可視スペクトルの放射エネルギーならびに不
   可視スペクトルの放射エネルギーを含む分析装
   置。 ７ 特許請求の範囲の第１項に記載の分析装置に
   おいて、前記多セルロータの支持体は、前記多セ
   ルロータのセル数と同数の前記分析領域と整合す
   る穴を有するようになつている分析装置。 ８ 特許請求の範囲の第１項に記載の分析装置に
   おいて、前記分析領域を介して伝達される前記放
   射線は、波長限定手段により特定波長に限定され
   る用になつている分析装置。 ９ 特許請求の範囲の第１項に記載の分析装置に
   おいて、前記分析チヤンネルは、これを支持する
   手段を介して固定ベースに固定され、前記セルの
   うち整合したセルの分析領域の窓穴に放射線を同
   時に照射する手段が前記放射線指向手段に設けら
   れ、前記放射線センサは、前記分析チヤンネルに
   固定された相当数の光検出器であり、前記波長限
   定手段は、前記分析チヤンネル支持手段に固定さ
   れた種々の干渉フイルタが設けられ、前記各セル
   中の反応生成物質の光吸収度あるいは透過率を各
   異なる波長で測定して、患者の診断結果を与える
   ようになつている分析装置。 １０ 特許請求の範囲の第９項に記載の分析装置
   において、前記放射線指向手段は、光フアイバを
   含む分析装置。 １１ 特許請求の範囲の第１０項に記載の分析装
   置において、光エンコーダ手段により前記セルの
   同期信号が発生され、該同期信号は、前記プロセ
   ツサ装置に転送されるようになつている分析装
   置。 １２ 特許請求の範囲の第１１項に記載の分析装
   置において、前記放射線を前記分析チヤンネルに
   送る放射線源が、ミラーと無熱フイルタとの間に
   配置されるようになつている分析装置。 １３ 特許請求の範囲の第１２項に記載の分析装
   置において、前記分析チヤネルで使用される放射
   線は、可視スペクトルの放射エネルギーならびに
   不可視スペクトルの放射エネルギーを含む分析装
   置。 １４ 特許請求の範囲の第１３項に記載の分析装
   置において、前記固定ベースは、前記光フアイ
   バ、前記干渉フイルタならびに前記分析チヤンネ
   ルを光学的に整合させて支持する適当形状の突起
   を有する分析装置。