JPH07111436B2

JPH07111436B2 - 液体処理用回転子及び方法

Info

Publication number: JPH07111436B2
Application number: JP2508178A
Authority: JP
Inventors: バーティス、カール・エイ; ジョンソン、ウェイン・エフ; ウォーカー、ウィリアム・エイ
Original assignee: MAACHIN MARIETSUTA ENAJII SHISUTEMUZU Inc
Current assignee: MAACHIN MARIETSUTA ENAJII SHISUTEMUZU Inc
Priority date: 1989-05-30
Filing date: 1990-05-09
Publication date: 1995-11-29
Anticipated expiration: 2010-11-29
Also published as: JPH04507288A; EP0631126B1; EP0631124A1; ATE158407T1; EP0631126A1; EP0631125A1; DE69031470D1; DE69031474D1; ATE158405T1; WO1990015321A2; DE69031470T2; ATE156266T1; WO1990015321A3; EP0629850A3; EP0629850B1; DE69031472T2; EP0631125B1; ATE158406T1; EP0631124B1; US5173262A

Description

【発明の詳細な説明】アメリカ合衆国政府は、アメリカ合衆国エネルギー省が
マーチン・マリエッタ・エナージ・システムズ・インコ
ーポレーテッド社と結んだ契約番号DE−AC05−84OR2140
0に従って、本発明の権利を有する。

発明の分野本発明は、1887年７月17日に出願され、係属中の「可動
毛細管を用いて液体を処理する回転子」という名称のア
メリカ合衆国特許出願第074,739号、現在1989年月30日
付けのアメリカ合衆国特許第4,835,106号の部分継続出
願である。

本発明は、概して、液体を処理するための回転子に関す
る。更に詳しく言うと、本発明は、液体に対して多数の
生物分析の処理段階を自動的に行うことのできる回転子
と、回転子の使用方法に関する。

発明の背景液体の処理の間に使用するための回転子は公知である。
アメリカ合衆国特許第3,901,658号で叙述されるかかる
回転子では、全血サンプルを用いて光度分析を実施する
ための回転子組立体が開示されている。この回転子組立
体には、赤血球を血漿から遠心分離する他の沈降ボウル
が含まれる。分離の後、血漿は沈降ボウルから取り出さ
れ、測定された小容量は回転子の周辺に角配列されるそ
れぞれのサンプル分析キュベットに分配される。アメリ
カ合衆国特許第4,515,889号に叙述される別の回転子
は、サンプル溶液を、少なくとも１つの試薬と混合、培
養（温置）し、孵化された反応混合物中のパラメータを
光学的に測定するために用いられる。混合、培養（温
置）及び測定の各々の段階は、回転子の回転によって生
成される遠心力の作用の下に実行される。回転子のこの
他の例は、前記係属中のアメリカ合衆国特許出願第074,
739号、すなわち現在のアメリカ合衆国特許第4,835,106
号となっている特許中に説明されており、当明細書で
は、その開示内容を参考として組み入れている。

従来、回転子中で使用するための液体サンプル及び希釈
剤の分別は、処理段階のために当該分別量を回転子内に
導入する前に手作業で行われていた。毛細管及び回転子
内に支持される可動部分を用いることなく、或いは分析
者の手作業を介入させることなく、測定された或る分別
量、回転子内に導入される過剰量の液体から自動的に分
離することのできる回転子を提供することが望ましい。

これに加えて、回転子内で移送機構に専用にできる空間
上の制約により、液体を処理する目的の回転子の１つの
室から別の室への回転子内での移送は困難であった。し
たがって、回転子内部の移送機構を用いることなく、液
体を回転子の１つの室から別の室へ移送することのでき
る回転子を提供することが望ましい。更に、通路開口部
を通しての毛細管の挿入というような予定の事象が起き
る前には通路開口を通して液体を阻止する内部通路開口
を有する回転子を提供することが望ましい。

従来の回転子は、任意の１つの回転子の中では限られた
数の処理段階しか実施することができない点で、共通し
て制約される。例えば、全血サンプル分析する時、細胞
成分からサンプルの血漿成分を分離し、測定された分別
量の血漿を獲得し、その後監視する反応を起こさせるべ
く分別量を試薬と混合することを含めて、多数の処理段
階が関連することがある。その他の処理段階には、希
釈、分離、蛋白質の除去及び洗浄が含まれることがあ
る。

多数の処理段階が関連する分析方法又は技法の別の例
は、生物サンプル中の抗原又は抗体の何れかを検出並び
に定量化するために用いられる酵素結合免疫吸収分析
（ELISA）及び異質酵素免疫分析である。ELISA技法で
は、試験管の内側、ビーズの表面、又はマイクロリット
ル・プレート内の個々の井戸の表面のような固体の支持
体に共有結合する、酵素で標識化免疫反応物（抗原又は
抗体）を利用する。ELISA分析は、生物分析で普及し、
かつ、広く使われているが、固体の支持体に結合する標
識化抗原（又は抗体）から自由に標識化抗原（又は抗
体）を分離することを必要とするので、完全に自動化す
ることが困難である。更にELISA手順ではまた、分析を
実施するために、一連の順次操作を必要とする。例え
ば、簡単なELISA手順でも、サンプルの予備処理及び計
量と、多段階の試薬の追加と、培養（温置）及び洗浄
と、反応監視と、データの収集及び処理とが必要であ
る。

伝統的に、ELISA手順は、非流動化した抗原及び抗体を
収容する単一の反応室中で実施される。サンプル、試
薬、洗浄溶液等の物質の分別量が、室内部で行いたい処
理段階に従って、単一の反応室の中に導入され、或いは
単一の反応室から取り出される。しかし、この手順の幾
つかの段階が、反応室中で行なうべき種々の処理段階の
準備として、反応室外で行われるのが普通である。この
ような外部で実施される試験のために、分析過程は時間
が掛かるようになると共に、分析者が責任を負うべき誤
まりが起こり易い。更に、エイズ抗体の存在を検出する
ために使われる酵素結合免疫吸収分析（ELISA）を含む
ような試験の間、分析者が、外部処理段階を実施する
間、生物学的に危険なサンプルに対して露出されること
が生じ得る。比較的多数の処理段階を内部で自動的に実
施できることによって分析の間に必要な外部処理段階の
回数を制限すると共に或る種の試験の間分析の安全性を
高める回転子を提供することが望ましい。とりわけ、EL
ISA手順の段階の全てを自動化する回転子装置を提供す
ることが望ましい。

したがって、本発明の目的は、液体処理の間に用いるた
めの、新規で、改良された回転子を提供することであ
る。

本発明の別の目的は、毛細管及び回転子の中で支持され
る可動部分を用いることなく、或いは分析者の手作業を
介入させることなく測定された分別量の液体を過剰量の
液体から自動的に分離するのに用いるための回転子と方
法を提供することである。

本発明の更に別の目的は、少なくとも２つの内室を具
え、回転子内部の移送機構を用いることなく液体を一方
の室から別の室へ移送するような回転子を提供すること
である。

本発明の別の目的は、通路開口を通しての毛細管の挿入
というような予定の事象が起きる前には開口を通して液
体を通過させない内部通路開口を有する回転子を提供す
ることである。

本発明の更に別の目的は、比較的多数の処理段階を自動
的に内部で実施することができるような回転子を提供す
ることである。

本発明の別の目的は、とりわけ全血サンプルを分析する
のに適し、かつ、処理段階の間分析者の安全性を高める
回転子を提供することである。

本発明の別の目的は、宇宙の微小重力状態で用いるのに
操作が好適な回転子を提供することである。

本発明のもう１つの目的は、酵素結合免疫吸収分析（EL
ISA）過程及びその他の同様な過程を自動化するための
回転子手段を提供することである。

発明の要約本発明は、液体に対して処理段階を実施する回転子組立
体と、組立体を用いる方法とを対象とする。この組立体
には、回転軸線の周りで回転可能であって、処理段階を
回転子本体内部に導入される液体に対して内部で実施す
る網目状の室を有する、回転子本体が含まれる。

本発明の組立体の一面では、回転子本体には、少なくと
も１つの測定され分別量の液体を過剰量の液体から分離
する能力がある。この目的のために、回転子本体には、
過剰量の液体を受け取るための装填室と、測定された分
別量の液体を受け入れるための測定室と、残りの液体の
少なくとも一部分を収集するための溢れ室とが含まれ
る。装填、測定及び溢れ室は、互いに流れが連通し、本
体の回転に伴い、液体が装填室から半径方向外向きに遠
心作用を受けて測定及び溢れ室に押し込まれ、液体が室
の間での流れを止める平衡状態に向かうように、本体の
回転軸線に対して配置されている。液体が平衡状態に達
する時、所定計量の分別量は、測定室内に収容され、残
りの液体から分離される。この回転子本体を用いる本発
明の方法の一面の間、過剰量の液体は装填室に導入さ
れ、回転子本体は液体が平衡状態に達するまで回転され
る。

本発明の上記の一面について更に述べると、回転子本体
には、過剰量の液体を受け入れるための入口を有する装
填室と、液体を通して装填室から排出させる装填室出口
とが含まれ、装填室出口は回転軸線から第１の半径方向
距離に配置される。回転子本体には、過剰量の液体の測
定容量を受け取るための測定室が更に含まれ、測定室は
液体を通して測定室に入れる測定室入口を具え、測定室
入口は回転軸線から第２の半径方向距離に配置され、第
２半径方向距離は第１半径方向距離よりも大きい。回転
子本体は、過剰量の液体の少なくとも一部を受け取るた
めの溢れ室が更に含まれ、溢れ室は液体を通して溢れ室
に入れる溢れ室入口を具え、溢れ室入口は回転軸線から
第３の半径方向距離に配置され、第３半径方向距離は第
２半径方向距離よりも大きい。回転子本体には、装填室
出口と測定室入口と溢れ室入口との間の液体連通通路を
画成するための、回転軸線から第４の半径方向距離に延
在する液体連通手段が更に含まれ、第４半径方向距離は
第３半径方向距離よりも大きい。流体連通手段は、測定
室に対しては溢れ室に対するよりも大きな流路容量を有
する。

本発明の組立体の別の一面では、回転子本体は、液体を
収容するための第１の空洞区域と、回転軸線の周りでの
回転子本体が回転方向に対応する第１空洞区域の一方側
に対して配置される第２の空洞区域とを具える。第１及
び第２の空洞区域は、回転子本体が第１空洞区域内に収
容される液体に運動量を与える形で一方向に回転され、
その後急速に停止される前に、第１空洞区域内に収容さ
れる液体が与えられた運動量によって第２の空洞区域へ
移送されるように、互いに流れが連通している。本発明
の付随する方法の間、液体は第１空洞区域内に導入さ
れ、回転子本体は第１空洞区域内に収容される液体に運
動量を与える形で一方向に回転される。次に回転子本体
の回転は、液体が与えられた運動量によって第２空洞区
域へ移送されるように、急速に停止される。

本発明の上記の一面について更に述べると、回転子本体
には、回転軸線から特定の半径方向距離にある外壁を有
する第１の空洞区域と、第２の空洞区域と、回転子本体
が第１空洞区域内に収容される液体に運動量を与える形
で回転され、その後急速に停止される時に、液体を第１
空洞区域から第２空洞区域へと移送する手段とが含まれ
る。この液体移送手段は、特定の半径方向距離に配置さ
れる流入端を具え、流入端で第１空洞区域と液体で連通
する。液体移送手段はまた、一層短い別の半径方向距離
に配置される流出端を具え、第２空洞区域と流出端部で
液体で連通する。これらの２つの端の間で、液体移送手
段によって、回転軸線の周りで回転子本体が回転する方
向に対応し、空洞区域間の液体流路が画成される。

本発明の更に別の一面では、回転子本体には、液体を収
容するための第１の部分と第２の部分とを具える少なく
とも１つの流路が含まれる。回転子組立体にはまた、予
め選ばれた外径の端部を有する毛細管と、流路の第１及
び第２の部分を接続する通路開口を画成する手段とが含
まれる。開口は、第１部分内に収容される液体の表面張
力によって開口を通しての液体の通過を阻止すると共
に、或る量の液体を第１部分から抽出するために毛細管
の端部をこの開口を通して第１部分の中に挿入できるよ
うな寸法になっている。関連する本発明の一面の方法に
おいて、液体は第１の部分に導入され、毛細管の端部は
液体の少なくとも一部分を毛細管中に移動させるように
通路開口に挿入される。次いで毛細管の端部は、液体の
一部分の回転子本体の第２の部分への移送のために撤収
される。

本発明の更なる一面では、回転子本体には、液体に対す
る処理段階を内部で実施する少なくとも１つの個別の室
と、この個別の室と連通する通路とが含まれる。回転子
組立体にはまた、物質を通路に沿って個別の室まで移送
するための、磁気的に吸引可能な材料を含む、通路内に
可動的に配置される移送手段も含まれる。組立体中に
は、移送手段を通路に沿って個別の室に向けて移動させ
るための移動手段が含まれている。かかる移動手段に
は、磁気的に吸引可能な材料への磁気作用によって移送
手段を通路に沿って移動させるように、移送手段に隣接
する磁界を生成するための手段が含まれる。本発明の方
法の付随する一面では、物質は移送のために移送手段に
導入され、磁気的に吸引可能な材料は磁界に対して露出
される。その後、磁界は、磁気的に吸引可能な材料への
磁気作用によって移送手段を通路に沿って移動するよう
に、通路に沿って移動される。

本発明の更なる一面では、回転子本体は、或る量の全血
に関連するELISA法のような分析方法に用いられる。こ
の目的のために、回転子本体には、中央室と、中央室に
連通し、中央室から放射状に拡がる、少なくとも６個の
独立の室とが含まれる。更に、シャトルが回転子本体内
に配置されていて、シャトルには、中央室を通して摺動
可能で、独立室の任意の１つと作動的に整合して配置可
能な本体が含まれる。これに加えて、シャトルには、非
流動化された抗原及び抗体の中の１つを、独立室間の移
送のために担送する反応カップが含まれる。この技法に
着手する際に、全血サンプルが第１の独立室に導入さ
れ、洗浄溶液が第２の独立室に導入され、第３の独立室
が乾燥専用にされ、酵素共役体が第４の独立室に導入さ
れ、基質溶液が第５の独立室に導入され、試薬基準が第
６の独立室に導入される。

ここで、全血を細胞成分と血漿成分とに遠心分離すべく
回転子本体は回転される。その後回転子本体の回転は停
止され、反応カップは、反応カップによって担持される
非流動化された抗原及び抗体の中の１つをサンプル内に
収容されている可溶性の抗原又は抗体と結合するため
に、第１質と作動的に整合するように配置される。その
後、反応カップは、第１室から取り出され、第２室と作
動的に整合するように配置される。次に、反応カップ
は、第２室内に収容されている洗浄溶液で洗浄され、回
転子本体が回転する時に、第３室内で乾燥される。回転
子本体の回転が止められて、ここで反応カップは第３室
から取り出され、第４室と作動的に整合するように配置
され、酵素共役体は血漿サンプルの結合した抗原・抗体
複合体と結合される。次に、反応カップは、第４室から
取り出され、中に収容される洗浄溶液中でカップを洗浄
する個別室の第２室と作動的に整合して配置される。そ
の後、カップは第３室と整合するように配置され、回転
子本体が回転するにつれて乾燥される。回転子本体の回
転が停止されて、反応カップは、第３室と整合する状態
から取り出され、分析の生成物の生成のために、第５室
に収容される基質溶液に挿入される。その後、カップは
第５室から取り出され、生成物は、回転子本体を回転さ
せ、かつ、監視対象の生成物が第６室内に収容される試
薬基準と比較される一方で、光学的に監視される。

図面の簡単な説明第１図は、本発明の一実施例の組立体の回転子本体の平
面図で、上側板を取り外して示してある。

第２図は、ほぼ第１図の線２−２上で切断した断面図
で、第１図の回転子本体を作動させるための部品を略図
で示している。

第３図は、第１図と同様な図で、中に導入される時の回
転子本体中の希釈剤の状態を示している。

第４図から第６図までは、第３図と同様な図で、回転子
本体が回転する時、並びに希釈剤が平衡状態に達する前
野、回転子本体中の希釈剤の種々の状態を逐次的に示し
ている。

第７図は、第３図と同様な図で、平衡状態に達した時の
希釈剤の状態を示している。

第８図は、第３図と同様な図で、回転子本体の回転が突
然に停止される時の希釈剤の状態を示している。

第９図は、ほぼ第８図の線９−９上で切断した部分断面
図である。

第10図は、第１図の組立体の毛細管測定組立体を拡大し
た側面図である。

第11から第14までは、第３図と同様な図で、血清サンプ
ルを回転子本体の種々の区域へ輸送するのに用いられる
際の毛細管測定組立体の逐次的な位置を示している。

第15図は、第１図の線15−15に沿って切断した断面図で
ある。

第16図及び第17図は、第３図と同様な図で、混合段階の
間、並びに混合された流体の混合室からの移送を含む後
続の段階の間の、回転子本体の流体成分の種々の状態を
逐次的に示している。

第18図は、代替的な組立体実施例の回転子本体の平面図
で、上側板を取外して示してある。

第19図は、ほぼ第18図の線19−19上で切断した断面図
で、第18図の回転子本体を作動させるための部品を略図
で示している。

第20図は、ほぼ第18図の線20−20上で切断した断面図で
ある。

第21図から第23図までは、ほぼ第19図の線Ｘ−Ｘ上で切
断した部分断面図で、回転子本体の個別の室の間で移動
される時の、回転子組立体の毛細管測定組立体の逐次的
な位置を示している。

第24図は、第20図と同様な図で、回転子本体を通して垂
直方向に移動される時の毛細管測定組立体の逐次的な位
置を示す。

第25図は、別の実施例の組立体の回転子本体の斜視図
で、分解して示してある。

第26図は、第25図の線26−26に沿って切断した回転子本
体の平面図である。

第27図は、第25図の線27−27に沿って切断した断面図
で、回転子本体の１つの室内で作動的に整合するように
配置される時のシャトルを示している。

第28図は、第25図の実施例の組立体のシャトルの分解斜
視図である。

第29図は、過剰量の液体からの測定容量の液体の分離に
関する特徴を示す第１図の回転子本体の断面図である。

第30図は、第29図に示される断面図と類似の独立型の回
転子本体の平面図である。

第31図は、１つの空洞から別の空洞への液体の移送に関
する特徴を示す、第１図の回転子本体の断面図である。

第32図は、第31図に示される断面図と類似の独立型の回
転子本体の平面図である。

第33図は、毛細管測定組立体に関する特徴を示す第１図
の回転子本体の断面図である。

第34図は、第33図に示される断面図と類似の独立型の回
転子本体の平面図である。

好ましい実施例の詳しい説明第１図及び第２図には、垂直軸線Ｒの周りで回転可能な
回転子本体52を含む回転子組立体50が示されている。回
転子本体52には、上側板54（第１図では見易くするため
に外してある）と、中心板56と、下側板58とを互いに密
封するように取り付けられる。第１図に一番よく示され
ているように、中心板56は網目状の通路及び空洞を具
え、それらによって本体52の中に複数の流路及び相互接
続室が提供される。回転子組立体50の選ばれた動作段階
の間、回転子本体52内に収容される液体は、本体52の回
転の間に液体に加えられる遠心力、本体52の回転を突然
に停止した時に液体に与えられる回転運動量、又は回転
子本体の通路の中で予め選ばれた位置の間を移動するこ
とができる後述の移送機構60により、本体の通路又は室
の中を移動される。

回転子組立体50については、当明細書において血液サン
プルに多数の処理段階を実施する間の用いられ方に関し
て説明する。かかる処理段階には、例えば、血漿細胞か
ら血漿を分離し、特定の分別量の血清を取り出し、特定
量の希釈剤を用いて分別量の血清を希釈し、並びに希釈
した血清を分析試験パッド又はその他の分析装置に送り
出すことが含まれる。しかし、ここで説明する回転子組
立体50を、評価のために他の液体又は流体を処理するた
めにも用いることができることが理解されるであろう。
したがって、本発明の原理は種々の形で適用することが
できる。

第２図について説明すると、回転子本体52は、可逆モー
タ62により軸線Ｒの周りで回転させられる。このモータ
によって、回転子本体52を種々の回転速度で回転させる
ことができる。ブレーキ手段64は回転子本体52又はモー
タ62に適当に結合され、本体の回転を突然に停止したい
時、これによって本体52の回転を急速に停止させる。回
転子本体の回転を開始し、速度及び制動を自動的に制御
するために、モータ62及ブレーキ手段64には制御装置66
が結合される。

所定の容量の分別量の希釈剤を用いて血液サンプルの一
部分を希釈するため、回転子本体52には、回転子本体52
に導入される過剰量の希釈剤から、所定の容積を持つ少
なくとも１つの分別量を分離することができるようにす
る手段が含まれる。これに関連して第１図について言う
と、回転子本体52の空洞及び通路は、１つの装填室68と、２つの測定室70、72と、１つの溢れ
室74とを具える形になっている。装填室、測定室、及び
溢れ室68、70、74は、流れが連通する状態に接続され、
本体52の回転の間に生成される遠心力によって、希釈剤
を、装填室68から液体の動きが止まる平衡状態に向けて
遠心力の作用の下に本体52を通して移動させるように、
並びに、測定された定分量の希釈剤を測定室70、72の各
々の内部に収容させ、残りの希釈剤から分離させるよう
な相互の関係並びに回転軸線Ｒに対する関係に配置され
る。本発明のこの特別な一面についての概観は、第29図
及び第30図においても見られる。

第１図に示すように、装填室68には、上側板54を通して
開口するポート76と流れが連通する入口を有する空洞部
分が含まれる。皮下注射針（図に示してない）又はその
他の適当な手段を用いて希釈剤が空洞部分に導入される
のは、このポート76を通してである。装填室に導入され
る希釈剤の分量を測定室70、72内で分離したい測定容積
と対応する容積を持つ２つの分別量に分割することがで
きるようにするために、ポート76を通して導入される希
釈剤の量は、分離すべきと期待される定分量の合計の容
積に当明細書で叙述される流路92、96A、及び97の容積
を加えたものと少なくとも同じ程度の量である。したが
って、装填室68は、導入された希釈剤の量を受け入れる
のに十分な大きさである。

装填室68にはまた回転軸線から特定の半径方向距離に配
置される出口78も含まれており、回転子本体52が軸線Ｒ
の周りで回転する時、この出口を通して希釈剤が室68を
出ていく。第１図に一番良く示されているように、出口
78は、回転子本体52の回転によって希釈剤が装填室68か
ら流出するように装填室68の半径方向の一番外側の壁に
沿って配置される。通気流路80が溢れ室74と装填室68の
間に延在しており、装填室68では、回転子本体52が回転
されるにつれて、出ていく希釈剤を空気と入れ代えるこ
とができる。本体52が回転するにつれて希釈剤が通気流
路80に装填室68から押し込まれないようにするため、通
気流路80は装填室68に対してその半径方向の一番内側の
壁に沿って開口する。

溢れ室74は装填室68の半径方向外向きに配置されてお
り、これには希釈剤を収集するための空洞部分と、回転
軸線から特定の半径方向距離の地点で終わる入口82とが
含まれ、これを通して、本体52が回転するにつれて希釈
剤を通過させる。第１図に示すように、入口82は、溢れ
室74の半径方向の一番内側の壁に沿って配置される。

溢れ室74と同様に、各々の測定室70、又は72が、装填室
より半径方向外向きに配置されており、これには希釈剤
を収集するための空洞部分と、回転軸線から特定の半径
方向距離の地点90に配置される入口73とが含まれ、これ
を通して、本体52が回転するにつれて希釈剤を通過させ
る。各々の測定室70又は72は、２つの対の端84及び86を
具える形状で延在し、端86の地点に、第１図で見られる
ように、ほぼ本体52の反時計回りの回転方向に向き、室
の端84及び測定室の入口73の半径方向内向きに配置され
る出口を有する。当明細書中で明らかになる理由から、
測定室70又は72の各々の床は、第２図のような側面図で
見て上向きに、出口端86に向けて勾配が付いている。

測定室70又は72の各々は、希釈剤の液位が、本体52を横
切って軸線Ｒから半径方向に計って、測定室の入口73の
配置される距離と軸線Ｒからほぼ等しい時に、室70又は
72が所定の測定量の分別量を収容するように、形作られ
ている。したがって、測定室70又は72の半径方向の一番
外側の壁と、測定室の入口73が回転軸線Ｒから隔てられ
る距離90に対応する仮想の壁との間で計った測定室70又
は72の容積容量は、測定された分別量の容積と等しい。

装填室68、溢れ室74、及び測定室70、72は、本体52を通
して延在する流路によって、互いに連通するように結合
される。かかる流路には、分配流路92によって形成され
る円の中心が回転軸線Ｒと一致するように本体52の周縁
に隣接する室68、70、72、74の各々の半径方向外向きに
配置される、円形分配流路92が含まれる。94として示さ
れるようなもう１つの流路が、本体52のほぼ半径方向外
向きに、装填室68の出口78から分配流路92まで延在し、
その他の流路96A、97が、ほぼ本体52の半径方向内向き
に、分配流路92から溢れ室及び測定室70、72、74の半径
方向内側の位置まで延在する。これに加えて、前に述べ
た通気流路80が本体52の半径方向内向きに溢れ室74の入
口82から延在し、溢れ流路96Bが、第１図に示すよう
に、流路96Aと通気流路80との間に延在する。

半径方向に延在する流路94、及び通気流路80は、一定の
距離102だけ軸線Ｒから隔たる半径方向の一番外側の壁1
10を有する狭い流路100によって、連通するように結合
される。測定室70又は72の各々の入口73は、何れも半径
方向の一番外側の壁98が一定の距離だけ回転軸線Ｒから
隔たる通路に沿って延在する入口流路104又は106によっ
て、対応する流路96A又は97と連通する。更に詳しく言
うと、入口流路104又は106の各々の一番外側の壁98が軸
線Ｒから隔たる距離は、測定室80又は72の入口73の各々
が軸線Ｒから隔たる距離90に対応する。これに加えて、
当明細書で説明する目的から、入口流路104又は106の各
々は狭い流路100よりも断面がかなり大きいが、流路96B
は、入口流路104又は106の各々の一番外側の壁98及び狭
い流路100の半径方向内向きに配置される、半径方向の
一番外側の壁99を具える。

過剰量の希釈剤から所定の測定容量の２つの定分量を分
離するために回転子組立体50を使うために、第３図を参
照して、回転子本体52が静止している間に、過剰量の希
釈剤108が装填室68内にポート76を通して導入される。
その後本体52が、希釈剤108が本体52の半径方向外向き
に分配流路92に向けて流れるように、並びに、第４図に
示すように、流路92が希釈剤で満たされるように、回転
される。一旦分配流路92が容量一杯まで満たされると、
希釈剤108は、本体52を横切って軸線Ｒから半径方向に
計って、希釈剤108の本体の流路全体にわたる液位によ
って、位置的な平衡状態、若しくは希釈剤が室68、70、
72の間で流れを止める状態が求められるにつれて、入口
流路104、106に沿って流路94、96A、97に向けて半径方
向内向きに強制的に移動させられる。第５図に示すよう
に一旦希釈剤が入口流路104、106に達すると、希釈剤10
8は、流路104、106を通って流れ、測定室70、72の入口
を通って測定室70、72を満たす。希釈剤108は、測定室7
0、72が希釈剤で満たされるにつれて、溢れ室74に狭い
流路100を通って移動することができるが、入口流路10
4、106と狭い流路100との間の寸法の違いにより、入口
流路104、106を通って流れることのできる希釈剤の量に
比べると、比較的狭い流路100を通って流れる希釈剤108
の量は僅かしかない。

測定室70、72は引続いて希釈剤108で満たされ、希釈剤
は、第６図に示すように、希釈剤を速い速度で溢れ室74
へ流すことのできる溢れ又は流出流路96Bに流路94の内
向きに移動し続ける。測定室70又は72の各々の出口端86
が流路96Bの一番外側の壁99の半径方向内向きに配置さ
れていることにより、流路96Bによって測定室70、72内
にある希釈剤の半径方向の液位が出口端86に達するのが
阻止される。希釈剤108は引続いて平衡状態を求めるの
で、希釈剤が測定室入口73から入口流路104、106を通し
て排出されるにつれて、希釈剤は狭い流路100を通って
溢れ室74へ流れ続ける。第７図に示すように、希釈剤が
最終的に平衡状態に達すると、狭い流路100は、測定室7
0又は72の各々の中に残る希釈剤の量が所望の定分量の
量と対応するように、かつ、各分別量が回転子本体52中
の他の希釈剤から物理的に分離されるように、希釈剤を
測定室70、72から放出し流路の壁98の範囲へ戻し終わっ
ている。その結果、毛細管及び回転子の内部に支持され
る可動部品を用いることなく、或いは、分析者の手作業
を介入させることなく、２つの分別量の希釈剤が過剰量
の希釈剤から分離されることになる。

再び第１図を参照すると、回転子本体52は、一対の混合
室112、114を含み、本体52の回転の突然の停止に伴い、
測定された希釈剤の定分量を、例えば以下で説明する方
法で各分別量を血液サンプルの一部分と混合することが
できる混合室112、114に移送するのに適合する。これに
関連して、回転子本体52には軸線Ｒの近辺で互いに交わ
る一対の直線状の通路又は流路116、118が含まれ、第１
図に示すように、１つの流路118が測定室70又は72の各
々の出口端86、及び混合室112、114と連通する。これに
加えて、各測定室出口端86は、対応する軸線Ｒと対応す
る混合室112又は114とのほぼ中間の位置で、流路118に
結合される。更に、流路18の壁に沿って測定室出口とほ
ぼ反対の位置に、一対のくりぬき部120、122が画成され
る。流路通路くりぬき部120又は122の各々の床は、くり
ぬき部120、122からの液体が測定室の出口86に逆流する
あらゆる可能性を減らすべく、出口端86の水平方向の水
準よりも下方にある。

希釈剤108を測定室70、72から混合室112、114へ移送す
るために、回転子本体52を、第１図で見て反時計回りの
回転から、急速に制動をかけて停止させる。上述の移送
は、回転中に各々の測定室70又は72に収容されている希
釈剤108に与えられる運動量によって、本体52の回転が
突然停止された時に、希釈剤が混合室の出口端86から押
出される時に生じる。希釈剤108が各々の測定室の端86
を出て行くにつれて、流路118の壁に沿って画成される
くりぬき部120、122は、第８図に示すように、希釈剤を
対応する混合室112又は114に向けるのに役立つ。本体52
の引き続いての回転によって、くりぬき部120、122内に
残存する希釈剤は総て、第９図に示すように、対応する
混合室112又は114に遠心作用で押出される。本体52の回
転を上述したように突然停止した時に、流路96A、97内
に収容される過剰の希釈剤が入口流路104、106に順方向
に流れて測定室70、72を流出中の定分量の希釈剤中に流
入しないことを保証するために、入口流路104、106に通
じる流路96A、97には第８図に示すように適切に傾斜を
付けてある。以上の結果、希釈剤は、回転子本体内部の
移送機構を用いずに、各々の測定室70又は72から対応す
る混合室112又は114へ移送されることになる。

混合室112又は114の各々の内部に収容される希釈剤108
は、混合室112又は114の中に導入される或る量の液体サ
ンプルと混合される。これに関連して、第１図を参照し
て、ポート124は流路116の一端126に組み合わされてい
て、これによって全血サンプルのようなサンプルを流路
116に導入することができるようにしている。第９図に
示すように、流路116は、ポート124から導入されるサン
プルに収集貯蔵槽128を提供するように、下向き並びに
半径方向外向きの勾配を流路の端126に隣接して付けて
ある。流路端126は、貯蔵槽128内に収容されるサンプル
が本体52の回転の間に生成される遠心力の作用を受ける
ように、回転軸線Ｒから隔たっている。軸線Ｒに対する
貯蔵槽128のかかる配置は、これによって、サンプルが
貯蔵槽128内に収容される間にサンプルに対して遠心分
離（例えば沈降）過程を実施することができる点で有利
である。当面の目的では、全血サンプルの血清のみを、
混合室中に収容される希釈剤と混合するために引き続い
て混合室へ移送することが望ましい。したがって、回転
子本体52を、全血サンプルが細胞成分と血清成分とに分
離されるように、高速で回転させる。引き続いて、回転
子を減速、停止させ、前に触れた移送機構60により、或
る量の血清を当明細書で叙述する方法で混合室112、114
へ移送する。本発明のこの特定の一面についての概観
は、第33図及び第34図においても見られる。

本発明により、回転子本体52には、回転子本体52の回転
を停止する時にサンプルが貯蔵槽128から出て行くのを
阻止する、第１図及び第９図の矢印130によって示され
る手段が含まれる。かかる防止手段130は、流路116の壁
に取り付けられ、流路の端126に隣接して配置される、
内向きに突出するリング132によって与えられる。リン
グ132によって漏斗の小さい方の端が半径方向内向き方
向付けられるように配列される漏斗状開口134が与えら
れ、開口134を通る通路は、貯蔵槽128内にあるサンプル
の開口を通っての通過を開口134を横切る液体サンプル
の表面張力によって阻止するような寸法になっている。
同時に、開口134によって、当明細書で叙述する移送機
構60の適切な寸法の毛細管を、毛細管の一端を開口134
を通して挿入し、貯蔵槽128内に収容されるサンプルと
接触して配置できるように、通過させる。したがって、
漏斗状開口134は、毛細管がなければサンプルが貯蔵槽1
28を出て行くことができない障壁として作用し、漏斗状
形状によって毛細管の端を開口134を通して貯蔵槽128へ
案内し、ホルダ本体138のためのストッパとして作用す
ることによって毛細管140の貯蔵槽128に挿入する深さに
対する制限が与えられる。

希釈剤又はサンプルの一部の流路116、118の種々の部分
を通しての流れを阻止するために、漏斗状の開口を画成
する別のリング135、137、139が、第１図に示すよう
に、貯蔵槽128と反対側の流路116の端127に隣接して、
くりぬき部120、122の半径方向内向きに配置される流路
118内の２箇所に配置される。

第10図に最も良く示されるように、移送機構60は、回転
子本体52の１つの区域から回転子本体52の別の区域へ物
質を移送するために利用される測定毛細管組立体136の
形式になっている。組立体136には、流路116に沿っての
摺動のために流路116内に配置されるホルダ本体138と、
組立体138を内部に配置する流路116の長手方向軸線に沿
って延在するようにホルダ本体138内に支持される、予
定の長さ及び断面を有する真直ぐな毛細管140とが含ま
れる。当明細書で明らかな目的のために、毛細管140は
両端の各々が開放されている。ホルダ本体138は、流路1
16又は118に沿う所望の位置への毛細管140の配置のため
に、ホルダ本体138を流路116又は118の何れかに沿って
摺動できるような寸法になっている。したがって、第１
図に示すように、流路116、118によって、交差点の近辺
に、流路116又は118の１つから流路118又は116の他方へ
の毛細管組立体136の操作に十分な空間が与えられる。

毛細管組立体136の流路116又は118の長さに沿っての移
動を容易にするために、希望する時に回転子本体52の外
部の磁石又は電磁石144（第２図）の手作業又は適当な
自動的な操作によって組立体136を流路116又は118の長
さに沿って丸ごと動かすことができるように、磁気的に
吸引可能な条片142がホルダ本体138内に組み込まれる。
磁石144を回転子本体52の上側板54に隣接して配置し、
磁石144を移動を希望する流路に沿って動かすことによ
り、磁気的に吸引可能な条片142への磁石144の磁気作用
によって毛細管組立体136が流路に沿って移動される。

毛細管組立体136を用いて貯蔵槽128内に収容されるサン
プルを回転子本体52の別の区域へ移送するために、組立
体136は、毛細管140の一端を貯蔵槽128内に収容されて
いるサンプルと接触させるように、流路116に沿って、
リング132の漏斗状の開口134を通して案内される。サン
プルは、管140の端に接触すると、毛細管作用により毛
細管140に入り、毛細管140を満たす。毛細管の長さ及び
内部断面は既知であるので、満たされた毛細管140内に
収容されるサンプルの量も当然既知である。

その時点で、毛細管組立体136は、毛細管140の内容物を
回転子本体52の所望の区域へ遠心力で押し出すように本
体52を高速で回転することによって毛細管140の中味を
吐出する回転子本体52の別の区域へ、流路116に沿って
移動される。例えば、もし管の内容物を流路116の端127
に吐出させたいならば、毛細管136は、ホルダ本体138が
リング135に当接し、毛細管140の端がリング135に設け
られる開口を通して延在するまで、磁石144によって流
路116に沿って移動される。その時点で、回転子本体52
は、本体の回転により生成される遠心力によって管の内
容物を管140の外向きに流路の端127に押し出すように、
高速で回転される。

同様に、もし管の中味を本体52の混合室112、114の何れ
かに吐出させたいならば、満たされた毛細管組立体136
は、ホルダ本体138が対応するリング137又は139と当接
し、かつ毛細管140の端が対応するリング137又は139中
に設けられる開口を通して延在するように、流路118の
中に適切に移動される。その後、回転子本体52は、管の
内容物を遠心力によって管140から室112、又は114へ向
けて吐出するように、高速で回転される。リング132、1
35、137、139は、流路116及び118に沿う毛細管組立体13
6の半径方向外向きの移動を制限するための当接ストッ
パを提供すると共に、開口を通しての毛細管の挿入がな
い場合に開口を通しての流体の通過を阻止する点で有利
である。

回転子本体52の高速回転により、貯蔵槽128内に導入さ
れ、細胞及び血清成分に分離される全血サンプルに関連
する分析手順では、毛細管組立体136は、所定量の血清
を、血清に対する沈降が行なわれる流路端127まで、若
しくは血清を中に配置される測定された分別量の希釈剤
108と混合する混合室112又は114まで輸送するのに有用
である。輸送の目的のために、第11図に示すように、毛
細管作用によって管40を満たすように、毛細管40の端を
リング134を通して移動させ、貯蔵槽128に収容される血
清と接触させる。沈降処理段階を予想して、流路116の
端127には、回転子本体52の高速回転による管40から流
路端127への血清の継続的な放出によって血清と沈降溶
液との所望の混合が開始されるように、予め装填された
沈降溶液が収容される。第12図に示すように、流路116
は、回転子本体52の旋回作用の間、流路の端127にある
を毛細管40の一番外向きの端から遠ざて保持するよう
に、適切な寸法及び形状になっている。本体52の回転が
減速されると、重力が流路の端127の内容物の液体に作
用する遠心力に打ち勝って、内容物の液体は流路116の
床上に集まる傾向を持つ。究極的に、所望の上澄みが管
40の端と接触して、管40は予定量の上澄みで満たされ
る。

毛細管組立体136が上澄みで一旦満たされると、毛細管
組立体136は、第13図に示すように、管40の内容物の上
澄みの混合室114への吐出のために、回転子本体52を横
切って戻り、リング137と係合するように移動される。
引き続いて回転子本体52を旋回させることにより、管40
内に集められる上澄みが、遠心作用によって管40から押
し出され、室114に向けられる。その後、回転子本体52
はゆっくりと停止され、毛細管組立体136は別の血清サ
ンプルを獲得すべく流路の貯蔵槽端126に戻される。こ
こで、毛細管組立体136は血清内容物と共に、流路118内
に配置されるリング137との係合関係に適切に移動され
る。その後、回転子本体52は、第14図に示すように、管
40の中味の血清内容物を混合室112に押し出すべく回転
される。ここで回転子本体52はゆっくりと停止される。

混合室112、114は、中に導入される希釈剤と血清又は上
澄みサンプルとの混合と、引き続く分析のための混合さ
れた溶液の回転子本体52の外面への引き続く移送とを容
易にするように形作られている。この目的のために、混
合室112又は114の各々は、第１図で見て回転子本体52の
周りでほぼ時計回りの向きに球根状の端146と、第１図
で見て回転子本体52のほぼ反時計回りの向く出口端148
を有する細長い形で伸長する。室112、又は114の各々
は、流路118が端146、148の中間の半径方向の一番内側
の壁に沿う位置で混合室112又は114に結合されるよう
に、流路118に対して配置されている。これに加えて、
出口端148は、出口端148から回転軸線Ｒに隣接して本体
52の底面表面に沿って画成される開口152まで延在する
弓形出口導管150により、表面、望ましくは回転子本体5
2の底面表面と連通する。混合室112、114の各々の床と
導管150には、当明細書で明らかな目的のために、第15
図に示すように勾配が付けられている。

混合室112又は114の内容物を完全に混合するために、回
転子は、第１図で見て軸線Ｒの周りで時計回りに回転さ
せられ、急速に制動をかけて停止される。本体52の突然
の停止によって、第16図に示すように、室の内容物は室
の端146内で混合される。混合された液体のを出口導管1
50を通して引き続いて移送するために、回転子本体52
は、反時計回りに高速で回転され、制動をかけて急激に
停止される。回転子本体52の回転の間に混合室112、114
の混合された内容物に対して与えられる運動量によっ
て、第17図に示すように、本体52が突然に停止された
時、内容物の液体が出口導管150を通して回転子本体の
開口152へ向けて押し出される。混合室112、114の床と
導管150には第15図に示す方法で勾配が付けられている
ので、液体が室112、114から出口導管150を通って時期
尚０の勾配によって、液体の望ましくない逆流は阻止さ
れる。

混合された液体は、本体の開口152を通して一旦移送さ
れると、混合された液体の引き続く分析のために、下に
ある分析器の回転子（図面に示してない）の充填開口に
入る。これに替えて、分析キュベットを、出口導管150
から満たされるように回転子組立体50の一部分としても
良い。本発明のこの特定の一面に関連する概観は、第31
図及び第32図においても見られる。

第18図及び第19図を参照すると、本発明の別の実施例に
よる回転子組立体160が示されている。組立体160には、
回転子本体162と、本体162内に配置される毛細管測定又
はシャトル組立体164と、本体162を回転軸線Ｓの周りで
回転させるための電気モータ166とが含まれる。組立体
にはまた、組立体に取り付けられる一連の電磁鉄心17
2、174、176、178、180、182を具える磁気組立体取付け
部材168（第18図では見易くするために破線で示してあ
る）と、選ばれた鉄心を選択的に付勢並びに脱勢するた
めの制御手段170とが含まれる。当明細書中で以下に説
明するように、シャトル組立体164は、本体162中の種々
の位置の間での摺動のために本体162内に配置されてお
り、予め選ばれた鉄心を選択的に付勢することによって
かかる位置の間を移動される。したがって、第１図から
第17図までの前述の組立体50とは対照的に、組立体160
では、毛細管測定組立体164に隣接する磁石のあらゆる
手作業の操作の必要を免れる。

当明細書中では組立体160の実施例にはシャトル組立体1
64を本体162内の種々の位置の間で動かすための一連の
鉄心が含まれるとして示し、記述しているが、本体162
を通しての組立体164の運動を、本体162内に配置され、
本体162内で水平、垂直、或いは水平・垂直方向に移動
可能な単一の磁石によって行わせることもできる。した
がって、本発明の原理は種々の形で適用できる。

第19図で最も良く示されているように、本体162には、
図示されている方法で組み立てられ、密封されている、
中央部分185と、上側部分186と、上部覆い190とが含ま
れる。中央部内径192は本体162を貫通して延在し、中間
及び上部186、188によって、処理段階を内部で実施し、
シャトル組立体164を沿わせて動かすことのできる一連
の室を提供する、当明細書中に記述される網目状の通路
及びくりぬき部分が画成される。

第18図及び第19図を依然参照しながら更に詳しく言う
と、中間部186によって、第19図で見られるようにシャ
トル164を沿わせて水平に動かすことのできる支持面を
与えるくりぬき部分194と、中間部186の周縁の周りに種
々の間隔で隔置される処理室196及び反応室197の形の一
連の個別の室が画成される。上部188によって、中間部1
86の周縁の周りの距離の部分にわたって延在する分配流
路198を与えるくりぬき部分が画成される。溢れ通路210
及び溢れ室210は、室196の溢れを当明細書中に記述され
る方法で阻止すべく分配流路198と連通する。全血サン
プルのようなサンプルを、カバー190中に画成され、分
配流路198と連通する隔壁又はアクセス・ポート200を通
して、本体162内に導入することができる。第20図に示
すように、下側部分184によってキュベット206を与える
円形凹部に通じる半径方向に延在する通路204が画成さ
れ、通路204及びくりぬき部分194は、中央及び下側部分
184、186に画成される垂直方向の溝穴208を通して、互
いに連通する。当明細書中に説明されているように、溝
穴208によって、くりぬき部分194と通路204の間でシャ
トル組立体164を通して本体162を垂直方向に通して移動
するための通路が与えられる。

再び第18図を参照すると、シャトル組立体164には、く
りぬき部分194内部に摺動自在に配置されるホルダ本体2
12と、縦軸線が回転子本体162のほぼ半径方向に向くよ
うにホルダ本体212内に支持される、予定の長さ及び断
面積の真直ぐな毛細管214とが含まれる。本発明によっ
て、回転子本体162内の種々の位置の間での組立体164の
移動を案内する磁気的に吸引可能な材料218が、組立体1
64のホルダ本体212内に組み込まれている。これに関連
して、ホルダ本体162にはアクリル・プラスチックのよ
うな軽量材料から成る主要部分が含まれ、磁気的に吸引
可能な材料218にはホルダ本体212の主要部分の上に膠付
けされるか、さもなければ、その他の方法で取り付けら
れる鉄片が含まれる。

第19図に示すように、磁気組立体取付け部材168は、ほ
ぼＴ字形であって、Ｔ字の基部の脚が中心中穴192内に
配置され、Ｔ字の腕が上側カバー190の上に重なるよう
に配置されている。Ｔ字の基部は、部材168は回転子本
体162が軸線Ｓの周りで回転するにつれて回転子本体162
と共に回転するが、本体162に対して部材168が依然独立
に回転して本体162に対する部材168の角度位置の割出し
ができるように、適切な継手装置によってモータ166に
結合される。

電磁鉄心172及び174は、第19図に示すように、Ｔ字の１
つの腕に沿って部材168に取り付けられ、鉄心174が鉄心
172の半径方向内向きに配置され、鉄心172、174の両方
が、第19図に示すよう、シャトル組立体164の一番外側
の半径方向内向きに配置されるような位置にＴ字の１つ
の腕に沿って配置される。鉄心176、178、180、182は、
第19図に示すように、部材168の基部の脚に沿って取り
付けられ、一番下の鉄心182が大体半径方向の通路204の
垂直の水準の所に配置されるように、溝穴28（第20図）
の長さに沿って順次的な形に配置される。

シャトル組立体164を処理室196から反応室197へ移動す
るために、回転子本体162の回転は停止され、磁気組立
体取付け部材168は、部材168の鉄心を支持する腕を、第
18図に示すように、シャトル組立体164の毛細管214が向
く方向と対応する半径方向の通路に沿って配置するよう
な位置まで回転される。ここで、鉄心172は、シャトル
組立体164のホルダ本体212を第18図の位置から組立体の
ホルダ本体212が鉄心172の直下に配置される第２の位置
まで磁気的に半径方向内向きに移動するように、付勢さ
れる。その後、鉄心174が付勢され、鉄心172は、シャト
ル組立体164を第21図に示すようにホルダ本体212が鉄心
174の直下に配置される第３の位置まで磁気的に半径方
向内向きに移動するように、脱勢される。この第３位置
において、毛細管214は室196から完全に引き出される。
その後、部材168は、部材168の鉄心を担持する腕が、第
22図に示すように、ほぼ反応室197の方に向けられる半
径方向の通路を向くように、回転子本体162に対して、
手作業により、或いは自動的に割り出される。鉄心174
とホルダ本体212の間の磁気引力によってホルダ本体212
は鉄心174の直下に保たれる一方で、部材168は、シャト
ル組立体164を毛細管214の縦軸線がほぼ室197の方を向
く第22図の位置まで部材168と共に強制して移動するよ
うに、割り出される。その後、電磁鉄心174は脱勢さ
れ、回転子本体162は、第23図に示すように、本体162の
回転で生成される遠心力によってシャトル組立体164を
反応室197内の作動位置へ半径方向外向きに移動するよ
うに、回転される。

シャトル組立体164をくりぬき部分194から下部部分184
中に画成される半径方向通路204の垂直の水準まで移動
させるために、鉄心172、174は、第21図に示すように、
ホルダ本体212が鉄心174の直下に配置されるように、上
述の方法で適切に付勢され、脱勢される。ここで、部材
168は、シャトル組立体164が適切な溝穴208に整合して
配置される第18図に破線で示す位置に整列するように、
回転子本体162に対して第18図で見て反時計周りに割り
出される。その後、組立体164を第24図に破線で示す鉄
心176の垂直の水準と対応する位置へ下向きに磁気的に
移動すべく、鉄心176（第24図）が付勢され、鉄心174が
脱勢される。その時点で、組立体164を付勢された鉄心1
78の垂直の水準まで下向きに移動するように、鉄心178
が付勢され、鉄心176が脱勢される。同様な方法で、シ
ャトル組立体を、ほぼ鉄心182の垂直の水準、すなわち
半径方向通路204の垂直の水準の所に最終的に配置すべ
く、鉄心180及び182は順次付勢され、鉄心178及び180は
脱勢される。引き続いて鉄心182は脱勢され、シャトル
組立体164を通路204内の作動位置へ半径方向外向きに遠
心力で移動すべく、回転子本体162が回転される。

説明の目的で回転子組立体160の動作を示すと、全血サ
ンプルはアクセス・ポート200を通して最初に回転子本
体162に導入され、その後回転子本体162が、サンプルが
分配通路198を通って溢れ流路210の半径方向の水準まで
処理室196を満たすように、回転される。かかる回転の
間、血漿が血液の細胞成分から分離されるように、血液
サンプルは遠心力を受ける。本体162の回転を停止させ
ると、所望の処理のために、定分量の血漿が、室196か
ら反応室197への移送のためにシャトル組立体164の毛細
管214に毛細管作用によって吸い込まれる。例えば、反
応室197に試薬を収容して置いても良いし、或いは、反
応室197への引き続いての移送のために、試薬を適切な
流路を通して個別の室に導入しても良い。

固相反応パッド217（第18図）を用いる必要のある試験
に対しては、かかるパッドを、所望の個別室内への配置
のために、適当な手段217（第19図）によってシャトル
組立体164に作動的に取り付けることもできる。反応パ
ッド217が所望の室との半径方向の整合関係に一旦配置
されると、組立体164及びそれに支持される反応パッド2
17は、部材168に担持されるすべての鉄心を脱勢し、本
体162を高速で回転することにより、室内の作動位置へ
移動される。行なわれる試験によっては、反応パッド21
7をシャトル組立体164によって１つの反応室から取り出
し、後続の反応のために別の反応室へ送り込むこともで
きる。その結果、電磁鉄心172、174、176、178、180、
及び182を前述の方法で付勢及び脱勢することによっ
て、シャトル組立体164を、室が互いに対して垂直方
向、水平方向にある回転子本体162の個別の室に出し入
れできることになる。

種々の分別量の液体が所定の分析段階で必要な種々の段
階を通して回転子組立体160内で一旦処理されると、そ
の結果得られた調製物の分別量はキュベット206内の分
別量の試薬と混合される。こうして得られた混合物は、
在来型の遠心分析器を用いて光学的に監視される。これ
らの処理段階と監視段階とを１つの総合構成要素に組み
合わせることにより、分析段階全体を密封系中で自動的
に行なうこともできる。

上述の回転子組立体160は、３次元空間内にある区画内
で液体を処理、移送、混合、並びに監視するために、毛
細管作用、遠心力及び磁力の作用の原理を組み合わせる
点で有利である。これに加えて、反応物質及びサンプル
を、毛細管作用、遠心力又は磁力を用いて処理個室の間
で輸送することができる。更に、前に述べたように、鉄
心の付勢及び脱勢と回転子本体162の回転とを自動的に
制御するために、制御手段170（第18図）が電磁鉄心及
びモータ166に作動的に接続される。したがって、処理
段階を回転子本体162内部に閉じ込め、分析者の手作業
の介入の必要を抑える回転子組立体160の能力により、
組立体160を用いて実施される分析方法では、正確な結
果が与えられ、危険の可能性のある分析対象の物質に対
する分析者の露出が低減される。

第25図から第27図までを参照すると、酵素結合免疫吸収
分析（ELISA）での使用に好適であることが分かってい
る、更に別の実施例の回転子組立体220が示されてい
る。回転子組立体220には、回転子本体222と、反応容
器、固相反応パッド支持手段、又は毛細管組立体の何れ
かを収容するシャトル組立体224と、磁石組立体226とが
含まれる。これに加えて、組立体220は、遠心力を生成
し、本体222内で反応を監視並びに処理するのに用いる
ことのできる在来の遠心分析器と共に動作するように設
計されている。

回転子本体222は、中心本体228と、それぞれの上側及び
下側のカバー窓230及び232とから成る。中心本体228は
不透明なプラスチックのシートから切り出される直径8.
85cmの円板で作られているが、これには、中心の円形室
又は切換え所234と、中心室234に接続され、そこから放
射状に拡がる６つの独立の室236、238、240、242、24
4、246とを含む種々の個室とが収容される。組立体220
の動作の間、これらの放射状の室は独立の液体移送とし
て動作し、３次元に配置される個室中で液体を混合、監
視する。２つの室244、246には中に円形穴259、260が穿
孔され、カバー窓230、232が付加されて、これらは２つ
の室244、246の内容物の液体を光学的に監視するための
キュベットとして役立つ。３番目の穴261は、遠心分析
器の光学監視系のための空気を充填した基準として作用
する。６つの独立室の中の５つは、付属の受取り室26
2、263、264、265、270、271と、分別量の液体を対応す
る室238、240、242、244、246へ通して導入する組み合
わせの接続流路266、267、268、269、272、273とを具え
る。室236、238、240、242、244、246の各々の基礎に
は、室238及び244の室275及び278によって例示される方
法で勾配を付けられる勾配付空洞274、275、276、277、
278、279が、第27図に示すように、それぞれ収容され
る。組立体220の動作の間、これら勾配付空洞によっ
て、回転子が回転してなくて、液体が室の外縁に向けて
遠心力によって保持されない時に、室の間での液体の相
互の移送が一切阻止される。

上側カバー窓230は紫外線透過材料の円板で作られ、６
つの開口が、回転子本体222中の液体受取り室へ接近で
きるように、中に加工されている。中心本体228及び上
側及び下側の窓230、232は、適切な手段によって単一の
本体222に組み立てられ、密封される。回転子本体222
は、１回使った後は処分される使い捨ての装置として考
えられており、この目的のために、比較的安く構築する
ことができる。

非流動化された抗体又は抗原を収容する反応面を回転子
本体222の室236、238、240、242、244、246に出入りさ
せる目的で、シャトル224は回転子本体222の個室に沿っ
て摺動できるように内部に配置される。第28図に示すよ
うに、シャトル224には、アクリル・プラスチックのブ
ロックから加工されており、主要部分248の上面中に適
切に加工され、シャトル224の磁気的な取扱いを提供す
る、溝路の中に接着される磁気的に吸引可能な鉄の条片
250を含む、主要部分248が含まれる。シャトル224が反
応容器又は固相反応パッドを本体220中の１つの場所か
ら本体の別の場所へ輸送できるようにするために、シャ
トル224の一端に小さな反応カップ252を取り付けること
ができ、カップ252が回転子本体222の処理室236、238、
240、242、244又は246に挿入される時にその内壁に液体
が接近できるように、カップ252に小さな穴が穿孔され
ている。カップ252は、切りかき252がシャトル224の端
に加工されている円柱状舌片に協働的に合致するとシャ
トル224に取り付けられるような寸法及び形になってい
る。

反応カップ252に対する代替物として、シャトル224に
は、第18図から第21図までの回転子組立体160の測定毛
細管164と類似の測定毛細管を含ませることができる。
測定毛細管を中に組み込んで、シャトル224を、毛細管
作用と磁力及び遠心力を利用して、測定分別量を標本化
し、輸送し、回転子本体222内の指定された室に配達す
べく用いることもできる。

再び第25図を参照すると、磁石組立体226には、回転子
本体222の上方に位置する水平トラック256上に取り付け
られている電磁石254が含まれる。電磁石254に対する電
圧及び電流は可変電源256によって供給される。回転子
本体222及びシャトル224に対する磁界の配置は、磁石25
4をトラック256上で前後に動かすことによって達成され
る。磁石組立体226の代替物として、シャトル224を回転
子本体222内で移動、配置するために、小さな永久磁石
を用いることもできる。

反応カップ252を個別の室236、238、240、242、244、24
6の間で移動するために、最初にシャトル224は、回転子
本体222の中心室234に移動されるか、若しくは配置され
る。その後、磁石254は、シャトル224及びその磁気条片
250の上に配置され、回転子本体222に対する磁石254の
磁界の向き及び位置を調節することにより反応カップ25
2を処理室236、238、240、242、244、246の所望の１つ
の中に配置するように、適切に操作される。反応カップ
252を所望の室から取り出すために、本体222の回転を止
めて遠心力を除くことによって、磁石254はシャトル224
の鉄の条片250の上に再び配置される。磁石254及びその
磁界を回転子本体222の中心に向けて内向きに移動する
ことにより、シャトル224は中心室234に戻される。その
後、シャトル224を、磁石254の位置に対して回転子本体
222を適切に回転して割り出すことにより、別の室への
引き続いての挿入のために別の処理室の正面に配置する
ことができる。一連の特定の分析作業を自動的に完了さ
せるために、移動、割出し及び配置を含む、上述の一連
の段階と、各々の段階を実施するのに必要な時間とを適
当な制御装置にプログラム化することもできる。

前に述べたように、組立体220はELISA手順を実施するの
に有用であることが分かっている。その段階については
後で説明するが、１つの例示的なELISA手順の実施で
は、１つの処理室238を血液処理専用とし、１つの処理
室240を洗浄専用とし、１つの処理室242を共役体添加専
用とし、別の処理室244を試薬監視専用とし、別の処理
室236を乾燥専用とし、残りの処理室246を基質の添加及
びその後の反応の監視専用とする。これに加えて、非流
動化された抗原又は抗体を反応カップ252に導入する。
処理室を上述のように専用にして、以下の手順段階が順
次実施される。

A.700μｌの全血サンプルを、受取り室262及び263を通
して室238に導入する。

B.回転子本体222を約4000rpmで５分間回転させて、全血
を細胞と血漿水準とに遠心分離する。

C.回転子本体222を約5000rpmで回転させながら反応カッ
プ252を室238に挿入して血漿層と作動的に係合させるこ
とによって、反応カップ252内に収容される非流動化さ
れた抗原又は抗体とサンプルに収容される可溶性の抗原
又は抗体との間の結合を起こさせる。

D.回転子本体222の回転を続けながら、反応カップ252を
血漿層内で２分間孵化させる。

E.回転子本体222の回転を止め、反応カップ252を室238
から取り出す。

F.反応カップ252を、約250μｌの洗浄溶液を収容する室
240に割り出して配置する。

G.必要に応じて、反応カップ252を、数秒間洗浄溶液内
に漬けたまま、回転子本体222を約500rpmで回転するこ
とによって洗浄し、回転子本体222の回転を止め、反応
カップ240を室238から取り出し、反応カップ252を乾燥
室236に入れ、回転子本体222を数分間4000rpmで回転さ
せて反応カップ252から残余の液体を除去し、そこで、
後続の段階のために回転子本体222の回転を停止する。

H.反応カップ252を、乾燥室236から取り出し、250μｌ
の酵素共役体を収容する室242の正面に割り出し、配置
する。

I.反応カップ252を室242に挿入することによって、酵素
共役体と結合された抗原・抗体複合体との結合を開始さ
せる。

J.回転子本体222を約500rpmで回転させながら、反応カ
ップ252を酵素共役体中で２分間培養（温置）させる。

K.反応カップ252を室242から取り出し、シャトル224
を、約250μｌの洗浄溶液を収容する室240に割り出し、
配置する。

L.必要に応じて、反応カップ252を、室240内に収容され
る洗浄溶液への挿入と取出し、並びに上記段階Ｇで述べ
た事象によって、洗浄する。

M.反応カップを、室236から取り出し、250μｌの基質溶
液を入れた室246の正面に割り出し、配置する。

N.反応カップ252を室246の基質溶液中に５分間挿入しな
がら、回転子本体222を約500rpmで回転させ、この結果
として酵素基質に対する酵素共役体の作用による生成物
を作り出させる。

O.反応カップ252を室246から取り出し、反応カップ252
を乾燥室236中で妨害しないように配置する。

P.その後回転子本体222を約1000rpmで回転させ、反応を
遠心分析器の光学系を用いてキュベット260を通して405
nmで監視する。反応カップ252を試薬半製品室244内に配
置しなかったために生成物が生成されていないことを別
とすると、試薬半製品室244は反応室236内に収容されて
いたものと同一の試薬混合物を収容しているであろう。
試薬基準は光学系によってキュベット259を通して監視
されるであろう。空気キュベット261によって解析器の
光学系の最大透過率が設定される。

上述のELISA手順は殆ど人間の介入なしに短い時間内で
実施することができるので、回転子本体222はこの点に
関して有利である。同様な技法により、測定毛細管を内
部に組み込んだシャトルを用いて、測定容積の液体を回
転子本体222の指定された室から、また指令された室
に、液体を標本化して、輸送、並びに配達することがで
きる。シャトルの適切な設計により、シャトルによっ
て、1.0μｌから750μｌまでの範囲の容積を指定された
室の間で移送することができる。

本発明の神髄から逸脱せずに上述の実施例に種々の変更
を加えることができることが理解されよう。例えば、第
１図から第17図までの回転子組立体50の回転子本体52
を、希釈剤を測定された量に内部で分離し、引き続いて
サンプルと混合する、２組の室を含むものとして図面に
示し、説明したが、本発明のより広範な面によって、回
転子本体にはこのような室の組を幾つ具えていても良
い。したがって、上述の実施例は、単に説明を意図する
ものであって、制約と見るべきではない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０１Ｎ 35/10 (72)発明者ジョンソン、ウェイン・エフアメリカ合衆国、37774 テネシー州ルードン、ルート・ナンバー３、ボックス 219 (72)発明者ウォーカー、ウィリアム・エイアメリカ合衆国、37931 テネシー州ノックスビル、ソルウェイ・ロード 3407 (56)参考文献特開昭57−179751（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−105048（ＪＰ，Ａ) 米国特許4284602（ＵＳ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転軸の周りで回転可能な回転子本体から
成る、液体を処理するための回転子組立体であって、該
回転子本体が、過剰量の液体を受容するための入り口を具える装填室で
あって、該液体を該装填室から流出させる装填室出口を
具え、該装填室出口が該回転軸からの第１の半径方向距
離の位置に配置される装填室と、該過剰量の該液体の測定容量を受け取るための計量室で
あって、該過剰量の該液体の該測定容量を該計量室に流
入させる計量室入り口を具え、該計量室入り口が、該第
１半径方向距離よりも大きい、該回転軸からの第２の半
径方向距離の位置に配置される計量室と、該過剰量の該液体の一部分を受け取るための溢れ室であ
って、該過剰量の該液体の一部分を該溢れ室に流入させ
る溢れ室入り口を具え、該溢れ室入り口が、該第２半径
方向距離よりも大きい、該回転軸からの第３の半径方向
距離の位置に配置される溢れ室と、該装填室出口、該計量室入り口、及び該溢れ室入り口の
間の液体連通通路を定めるための液体連通装置であっ
て、該回転軸からの第４の半径方向距離の位置まで延在
し、該第４半径方向距離が該第３半径方向距離よりも大
きく、該計量室に対して該溢れ室に対するよりも大きい
流通容量を有する液体連通装置とから成る回転子組立体。
【請求項２】前記溢れ室が前記装填室に通気される、請
求項１記載の回転子組立体。
【請求項３】前記液体連通装置が過剰量の液体の流れを
方向付けるためのこぼれ装置を更に含み、該こぼれ装置
が前記第４半径方向距離の位置から内向きに前記回転軸
からの第５の半径方向距離の位置まで延在し、該第５半
径方向距離が前記第２半径方向距離よりも小さいが前記
第１半径方向距離よりも大きい、請求項１記載の回転子
組立体。
【請求項４】請求項３記載の回転子組立体において、前
記計量室が前記回転軸からアルファの半径方向距離の位
置にある外壁を更に含み、該アルファ半径方向距離が前
記第２半径方向距離よりも大きく、前記回転子本体が更
に、受取り室と、該計量室内に収容される前記液体の前記測定容量に運動
量を与える形で該回転子本体が回転されその後急速に停
止される時に、該液体の該測定容量を該計量室から該受
取り室へ転送するための液体転送装置であって、該液体
転送装置が該アルファ半径方向距離に位置する流入端部
を具え、該流入端部が該計量室と液体連通し、該液体転
装置が該回転軸からベータの半径方向距離に位置する流
出端部を具え、該流出端部が該受取り室と液体連通し、
該ベータ半径方向距離が前記第５半径方向距離よりも小
さく、該液体転送装置が該流入端部と該流出端部との間
の液体流路を定め、該流路が、該回転軸の周りで該回転
子本体が回転する方向に相当する液体移送装置とから成
る回転子組立体。
【請求項５】前記受取り室が、前記測定容量を予め選ば
れた物質と混合して生成物を形成する混合室から成り、
前記回転子本体が、前記回転軸からほぼ半径方向外向き
に該混合室まで延在する部分を具える流路を更に含む、
請求項４記載の回転子組立体。
【請求項６】請求項５記載の回転子組立体において、前
記混合室が前記回転軸からガンマの半径方向距離の位置
にある外壁を更に含み、前記液体転送装置が第１の液体
転送装置であり、前記流入端部が第１の流入端部であ
り、前記流出端部が第１の流出端部であり、前記流路が
第１の流路であり、前記回転子本体が更に、空洞区域と、該混合室内に収容される前記生成物に運動量を加える形
で該回転子本体が回転されその後急速に停止される時、
該生成物を該混合室から該空洞区域へ転送するための第
２の液体転送装置であって、該第２液体転送装置が該ガ
ンマ半径方向距離に位置する第２の流入端部を具え、該
第２流入端部が該混合室と液体連通し、該第２液体転送
装置が該回転軸からデルタの半径方向の距離に位置する
第２の流出端部を具え、該第２流出端部が該空洞区域と
液体連通し、該デルタ半径方向距離が該ガンマ半径方向
距離よりも小さく、該第２液体転送装置が該第２流入端
部と該第２流出端部との間で第２の液体流路定め、該第
２流路が該回転軸の周りで該回転子本体が回転する方向
に相当する第２液体転送装置とから成る回転子組立体。
【請求項７】前記液体が第１の液体であり、前記回転子
本体が第２の液体を内部に導入する個別の室を更に含
み、前記回転子組立体が、該第２液体サンプルを該第１
液体の前記測定容量と混合するために該個別室から前記
混合室へ移送するための移送装置を更に含む、請求項５
記載の回転子組立体。
【請求項８】前記個別室が前記混合室と液体連通し、前
記移送装置が、該個別室から該混合室に向かって移動す
るために前記回転子本体内に摺動自在な形で配置される
毛細管から成り、該個別室内に含まれる前記第２液体の
サンプルを該毛細管によって該混合室に移送できる、請
求項７記載の回転子組立体。
【請求項９】前記個別室と協同すると共に通路開口部を
定める、液体の流れを阻止するための流れ阻止装置を更
に含み、該通路開口部を通して、該通路開口部を横切る
前記第２液体の表面張力により該第２液体の流れが阻止
されかつ該個別室内に含まれる該第２液体のサンプルを
前記毛細管内に吸い込むために該毛細管が通れるように
される、請求項８記載の回転子組立体。
【請求項１０】前記移送装置が前記毛細管と協同する磁
気的に吸引可能な材料を更に含み、該転送装置に隣接し
て生成される磁界の作用の下で、該移送装置が前記回転
子本体により移動されるようされる、請求項８記載の回
転子組立体。
【請求項１１】回転軸の周りで回転可能な回転子本体か
ら成る、液体を処理するための回転子組立体であって、
該回転子本体が、液体を収容するための第１の空洞区域であって、該回転
軸からアルファの半径方向距離の位置に外壁を有する第
１空洞区域と、第２の空洞区域と、該第１空洞区域内に収容される液体に運動量を与える形
で該回転子本体が回転されその後急速に停止される時
に、液体を該第１空洞区域から該第２空洞区域に転送す
るための液体転送装置であって、該アルファ半径方向距
離に位置する流入端部を具え、該流入端部が該第１空洞
区域と液体連通し、該回転軸からベータの半径方向距離
に位置する流出端部を具え、該流出端部が該第２空洞区
域と液体連通し、該ベータ半径方向距離が該アルファ半
径方向距離よりも小さく、該流入端部と該流出端部との
間で液体流路を定め、前記液体流路が該回転軸の周りで
該回転子本体が回転する方向に相当し、前記液体が該第
１空洞区域へ逆流するのを防止する逆流防止装置を更に
含む液体転送装置とから成る回転子組立体。
【請求項１２】前記第２空洞区域が前記第１空洞区域よ
りも前記回転軸に一層近く位置する、請求項11記載の回
転子組立体。
【請求項１３】前記回転子本体が、上部、底部、及び側
部の表面を具えると共に前記表面の１つに開口部を具
え、前記第２空洞区域が前記液体転送装置によって与え
られ、該液体転送装置が前記第１空洞区域と該開口部と
の間に延在し、該回転子本体の回転がを急速に停止する
とき、該液体転送装置を介して該開口部を通して液体が
転送されるようにされる、請求項11記載の回転子組立
体。
【請求項１４】回転軸の周りで回転可能な回転子本体か
ら成る、液体を処理するための回転子組立体であって、
該回転子本体が、液体を収容するための第１の部分と第２の部分とを具え
る流路と、該流路内に可動的に配置される毛細管であって、所定の
外径の端部を具える毛細管と、該流路の該第１部分と該第２部分とを接続する通路開口
部であって、該通路開口部が一定の大きさを有し、該第
１部分内に収容される該液体の表面張力より該液体が該
通路開口部を通して通過するのを阻止しすると共に前記
毛細管の前記端部が該通路開口部を通して前記第１部分
へ挿入されて該液体のサンプルを抽出可能にするように
される通路開口部とから成る回転子組立体。
【請求項１５】該毛細が該第２部分内に配置され、前記
毛細管が前記第２部分に沿って前記通路開口部を介して
出入できるようにされる、請求項14記載の回転子組立
体。
【請求項１６】請求項14記載の回転子組立体であって、
前記毛細管が前記流路に沿って移動するために該流路内
に摺動自在な形で支持され、該回転子組立体が更に、該毛細管と協同する磁気的に吸引可能な材料と、磁界生成装置で生成される磁界を該磁気的に吸引可能な
材料に作用させることによって該毛細管を該流路に沿っ
て移動させるように、該流路に隣接して磁界を生成する
ための磁界生成装置とを更に含む回転子組立体。
【請求項１７】液体を処理するための回転子組立体であ
って、回転軸の周りで回転可能な回転子本体にして、該回転子
本体が処理を行う個別の室及び該個別室と液体連通する
通路から成る回転子本体と、該通路内に可動的に配置される、物質を該通路に沿って
該個別室まで移送するための移送装置であって、磁気的
に吸引可能な材料から成る転送装置と、該移送装置を該通路に沿って該個別室に向けて移動させ
るための移動装置であって、該磁気的に吸引可能な材料
に作用する磁界によって該移送装置を該通路に沿って移
動させるように、該移送装置に隣接して磁界を生成する
ための磁界生成装置から成る移動装置とから成る回転子組立体。
【請求項１８】前記磁界生成装置が、前記移送装置をほ
ぼ半径方向内向きに前記回転子本体の前記回転軸に向け
て移動させるべく該移送装置と協働し、該移送装置が該
回転子本体の回転及び回転により生じる力により該回転
子本体の該回転軸から半径方向外向きに移動可能な、請
求項17記載の回転子組立体。
【請求項１９】前記個別室が第１の個別の室であり、前
記回転子本体が前記通路と液体連通する第２の個別の室
を更に含み、前記移送装置が、物質を該第２個別室から
該第１個別室へ移送するために、該通路に沿って該第２
個別室から該第１個別室まで移送可能な、請求項17記載
の回転子組立体。
【請求項２０】前記回転子本体が半径方向の面を有し、
前記第１個別室及び第２個別室が該回転子本体のほぼ同
じ半径方向の面内に配置される、請求項19記載の回転子
組立体。
【請求項２１】前記回転子本体が第１の半径方向の面と
第２の半径方向の面とを有し、前記第１個別室が該第１
半径方向の面内に配置され、前記第２個別室が該第２半
径方向の面内に配置される、請求項19記載の回転子組立
体。
【請求項２２】前記個別室が第１の個別の室であり、前
記回転子本体が第２の個別の室を更に含み、前記移送装
置が、該移送装置に支持される反応パッドを該第１個別
室から該第２個別室まで前記移動装置によって移動でき
るように反応パッドを支持するための支持装置を更に含
む、請求項17記載の回転子組立体。
【請求項２３】前記回転子本体が、液体を収容するため
の第１の個別の室と、該第１個別室内に収容される該液
体のサンプルを受け取るための第２の個別の室とを更に
含み、前記移送装置が、前記毛細管の端部が液体と接触
して配置される時に該液体のサンプルを該第１個別室か
ら吸い込むための毛細管であって、該液体の該サンプル
を遠心力によって該毛細管から該第２個別室に向けて押
し出すように、該回転子本体が回転される時に該液体の
該サンプルを該第２個別室に吐出するための毛細管青を
更に含む、請求項17記載の回転子組立体。
【請求項２４】前記磁界生成装置が磁石を更に含み、該
磁石の磁気的影響の下で前記移送装置が前記通路に沿っ
て移動するように、前記磁気的に吸引可能な材料に対し
て該磁石を配置することができる、請求項17記載の回転
子組立体。
【請求項２５】請求項17記載の回転子組立体であって、
前記移動装置が、前記通路を通して前記移送装置が移動される所望の経路
に沿って概ね配置される一連の電磁鉄心と、該移送装置を移動させるための磁界を順次発生させるた
めに、該電磁鉄心を順次付勢するための付勢装置とを更に含む回転子組立体。
【請求項２６】前記移動装置が、前記電磁鉄心の付勢の
順序を自動的に制御するための制御装置を更に含む、請
求項25記載の回転子組立体。
【請求項２７】前記移送装置が反応パッドを更に含む、
請求項17記載の回転子組立体。
【請求項２８】液体を自動的に処理するための回転子組
立体であって、回転軸の周りで回転可能な回転子本体にして、該回転子
本体が、過剰量の第１の液体を受容するための入り口を具える装
填室であって、該第１液体を該装填室から流出させる装
填室出口を具え、該装填室出口が該回転軸からの第１の
半径方向距離の位置に配置される装填室と、該第１液体の測定容量を受け取るための計量室であっ
て、該第１液体の該測定容量を該計量室に入れる計量室
入り口を具え、該計量室入り口が該回転軸からの第２の
半径方向距離の位置に配置され、該第２半径方向距離が
該第１半径方向距離よりも大きく、該計量室が該回転軸
からアルファの半径方向距離の位置にある計量室外壁を
具え、該アルファ半径方向距離が該第２半径方向距離よ
りも大きい、計量室と、該過剰量の該第１液体の一部分を受け取るための溢れ室
であって、該過剰量の該第１液体の該一部分を該溢れ室
に入れる溢れ室入り口を具え、該溢れ室入り口が該回転
軸からの第３の半径方向距離の位置に配置され、該第３
半径方向距離が該第２半径方向距離よりも大きい溢れ室
と、該装填室出口、該計量室入り口及び該溢れ室入り口間の
液体連通通路を定めるための液体連通装置であって、該
回転軸から第４の半径方向距離の位置まで延在し、該第
４半径方向距離が該第３半径方向距離よりも大きく、該
液体連通装置が該計量室に対して該溢れ室に対するより
も大きい流通容量を有する、液体連通装置と、生成物を形成すべく該第１液体の該測定容量を第２の液
体のサンプルと混合する混合室と、該計量室内に収容される該第１液体の該測定容量に運動
量を与える形で該回転子本体が回転されその後急速に停
止される時に、該第１液体の該測定容量を該計量室から
該受取り室へ転送するための液体転送装置であって、該
アルファ半径方向距離に位置する流入端部を具え、該流
入端部が該計量室と液体連通し、該液体転送装置が該回
転軸からベータの半径方向距離に位置する流出端部を具
え、該流出端部が該受取り室と液体連通し、該ベータ半
径方向距離が該第２半径方向距離よりも小さく、該液体
転送装置が該流入端部と該流出端部との間で液体流路が
定められ、該流路が該回転軸の周りで該回転子本体が回
転する方向に相当する液体転送装置と、該第２液体を収容するための第１の部分と、該混合室と
液体連通する第２の部分とを具える流路と、該第２液体の該サンプルを該第１部分から該混合室まで
移送するための移送装置であって、該流路内に可動的に
配置される毛細管を具え、該毛細管が所定の外径の端部
を具える移送装置と、該流路の該第１部分と該第２部分とを接続する通路開口
部であって、該通路開口部が一定の寸法を有し、該第１
部分内に収容される該第２液体の表面張力により該通路
開口部を通し通過する該第２液体を阻止すると共に該第
１部分から該第２液体の該サンプルを抽出するために、
該毛細管の該端部が通路開口部を通して該第１部分内に
挿入できるようにされる通路開口部とから成る回転子組立体。
【請求項２９】請求項28記載の回転子組立体であって、
前記液体連通装置が前記過剰量の前記第１液体の前記一
部分の一部の流れを方向付けるための溢れ装置を更に含
み、該溢れ装置が前記第４半径方向距離の位置から内向
きに前記回転軸から第５の半径方向距離の位置まで延在
し、該第５半径方向距離が前記第２半径方向距離よりも
小さいが前記第１半径方向距離よりも大きく、前記混合
室が該回転軸からガンマの半径方向距離に位置する混合
室外壁を更に含み、前記液体転送装置が第１の液体転送
装置であり、前記流入端部が第１の流入端部であり、前
記流出端部から第１の流出端部であり、前記流路が第１
の流路であり、前記移送装置が前記毛細管と協同する磁
気的に吸引可能な材料を更に含み、該転送装置に隣接し
前記回転子本体に沿って移動される磁界生成装置により
生成される磁界の作用の下で、該移送装置が該回転子本
体により移動されるようにされ、前記回転子本体が更
に、空洞区域と、該混合室内に収容される前記生成物に運動量を加える形
で該回転子本体が回転されその後急速に停止される時、
該生成物を該混合室から該空洞区域へ移送するための第
２の液体転送装置であって、該ガンマ半径方向距離に位
置する第２の流入端部を具え、該第２流入端部が該混合
室と液体連通し、該回転軸からデルタの半径方向の距離
に位置する第２の流出端部を具え、該第２流出端部が該
空洞区域と液体連通し、該デルタ半径方向距離が該ガン
マ半径方向距離よりも小さく、該第２液体転送装置が第
２の該第２流入端部と該第２流出端部との間で液体流路
が定められ、該第２流路が該回転軸の周りで該回転子本
体が回転する方向に相当する第２液体転送装置とから成る回転子組立体。
【請求項３０】回転子組立体内の物質を移送するための
方法であって、回転軸の周りで回転できる回転子本体から成る回転子組
立体を備え、該回転子本体が、個別の室と、該個別室と
液体連通する通路と、該通路内に可動的に配置される、
物質を該通路に沿って該個別室に転送するための移送装
置とから成り、該移送装置が磁気的に吸引可能な材料か
ら成るように設け、該移送装置に物質を導入し、該磁気的に吸引可能な材料を磁界にさらし、該磁界を前記通路に沿って移動させ、該磁気的に吸引可
能な材料に作用する磁界が該移送装置を該通路に沿って
該個別室に向けて移動させるようにすることから成る物質移送方法。
【請求項３１】液体を処理するための方法であって、液体を収容するための回転子本体であって、該回転軸か
らアルファの半径方向距離の位置にある外壁を具える、
第１の空洞区域と、第２の空洞区域と、該第１空洞区域
内に収容される液体に運動量を加える形で該回転子本体
が１方向に回転されその後急速に停止される時、前記液
体を該第１空洞区域から該第２空洞区域へ移送するため
の液体転送装置とから成る回転子本体を提供し、該液体
転送装置が該アルファ半径方向距離に位置する流入端部
を具え、該流入端部が該第１空洞区域と液体連通し、該
液体転送装置が該回転軸からベータの半径方向の距離に
位置する流出端部を具え、該流出端部が該第２空洞区域
と液体連通し、該ベータ半径方向距離が該アルファ半径
方向距離よりも小さく、該液体転送装置が該流入端部と
該流出端部との間で液体流路が定められ、該流路が該回
転軸の周りで該回転子本体が回転する方向に相当し、該
液体転送装置が更に該液体が該第１空洞区域に逆流るの
を阻止する逆流阻止装置を含むように設け、液体を該第１空洞区域に導入し、該第１空洞区域内に収容される液体に運動量を加える形
で該回転子本体を該１方向に回転させ、該第１空洞区域内に収容される液体を加えられた運動量
によって該第２空洞区域へ移送するように、該回転子本
体を急速に停止させることから成る液体処理方法。
【請求項３２】前記回転子本体が、上部、底部、及び側
部の表面を具え、該回転子本体が前記表面の１つに開口
部を具え、前記第２空洞区域が前記液体転送装置によっ
て与えられ、該回転子本体の回転を急速に停止すること
により該液体転送装置を介して液体を該開口部を通して
転送するように、該液体転送装置が、前記第１空洞区域
と該開口部との間に延在し、該急速停止段階が該液体を
該開口部を通して転送する段階を更に含む、請求項31記
載の液体処理方法。
【請求項３３】液体を処理するための方法であって、回転軸の周りで回転可能な回転子本体であって、液体を
収容するための第１の部分と第２の部分とを具える流路
と、該流路内に可動的に配置される、所定の外径の端部
を具える毛細管と、該流路の該第１部分と該第２部分と
を接続する通路開口部とから成る回転子本体を提供し、
該通路開口部が一定の寸法を有し、該第１部分内に収容
される該液体の表面張力により該通路開口部を通して通
過する前記液体を阻止すると共に該通路開口部を通して
該毛細管の該端部を該第１部分に挿入できるように設
け、該液体を該流路の該第１部分に導入し、該毛細管の該端部を該通路開口部を通して挿入し、該第
１部分内に含まれる該液体の少なくとも一部を該毛細管
に吸い込ませるようにさせ、該毛細管の該端部を該通路開口部から撤収し、該液体を
該第２部分に転送するようにさせることから成る液体処理方法。
【請求項３４】請求項33記載の液体処理方法において、
前記撤収段階の後に、前記毛細管をほぼ前記回転軸と前記第２部分との間の位
置まで移動させ、前記回転子本体を回転させて前記液体を遠心的に該毛細
管から該第２部分に押し出すことを更に含む液体処理方法。
【請求項３５】請求項34記載の液体処理方法において、
前記回転子本体が前記毛細管と協同する磁気的に吸引可
能な材料を含み、該毛細管を前記１流路に沿って移動さ
せる前記段階が、前記磁気的に吸引可能な材料を磁界にさらし、磁界を該毛細管を移動させたい方向に沿って移動させ、
該磁気的に吸引可能な材料に作用する該磁界が該流路に
沿って該毛細管を移動させるようにさせる、ことを含む液体処理方法。
【請求項３６】液体を処理するための方法であって、回転軸の周りで回転可能な回転子本体を提供し、該回転
子本体が、過剰量の液体を受容するための入り口を具える装填室で
あって、該液体を該装填室から流出させる装填室出口を
具え、該装填室出口が該回転軸からの第１の半径方向距
離の位置に配置される装填室と、該過剰量の該液体の測定容量を受け取るための計量室で
あって、該過剰量の該液体の該測定容量を該計量室に流
入させる計量室入り口を具え、該計量室入り口が該回転
軸からの第２の半径方向距離の位置に配置され、該第２
半径方向距離が該第１半径方向距離よりも大きい計量室
と、該過剰量の該液体の一部分を受け取るための溢れ室であ
って、該過剰量の該液体の一部分を該溢れ室に流入させ
る溢れ室入り口を具え、該溢れ室入り口が該回転軸から
の第３の半径方向距離の位置に配置され、該第３半径方
向距離が該第２半径方向距離よりも大きい溢れ室と、該装填室出口、該計量室入り口及び該溢れ室入り口間に
液体連通通路を定めるための液体連通装置であって、該
回転軸からの第４の半径方向距離の位置まで延在し、該
第４半径方向距離が該第３半径方向距離よりも大きく、
該計量室に対して該溢れ室に対するよりも大きい流通容
量を有する液体連通装置とから成り、過剰量の液体を該装填室に導入し、該回転子本体を該液体が平衡状態に達するまで回転さ
せ、該計量室が該液体の測定容量を保持するようにさせ
ることから成る液体処理方法。
【請求項３７】前記液体連通装置が過剰量の液体の流れ
を方向付けるための溢れ装置を更に含み、該溢れ装置が
前記第４半径方向距離の位置から内向きに前記回転軸か
らの第５の半径方向距離の位置まで延在し、該第５半径
方向距離が前記第２半径方向距離よりも小さいが前記第
１半径方向距離よりも大きい、請求項36記載の液体処理
方法。
【請求項３８】前記計量室が前記回転軸からアルファの
半径方向距離の位置にある外壁を更に含み、該アルファ
半径方向距離が前記第２半径方向距離よりも大きく、前
記回転子本体が更に、受取り室と、該計量室内に収容さ
れる前記液体の前記測定容量に運動量を与える形で該回
転子本体が回転されその後急速に停止される時に、該液
体の該測定容量を該計量室から該受取り室へ転送するた
めの液体転送装置とを更に含み、該液体転送装置が該ア
ルファ半径方向距離に位置する流入端部を具え、該流入
端部が該計量室と液体連通し、該液体転送装置が該回転
軸からベータの半径方向距離に位置する流出端部を具
え、該流出端部が該受取り室と液体連通し、該ベータ半
径方向距離が前記第５半径方向距離よりも小さく、該液
転移送装置が該流入端部と該流出端部との間で液体流路
が定められ、該流路が該回転軸の周りで該回転子本体が
回転する方向に相当する液体処理方法であって、該液体
処理方法が、該回転子本体を急速に停止させ、該測定容
量の該液体を該受取り室へ移送するようにさせることを
更に含む、請求項37記載の液体処理方法。
【請求項３９】前記受取り室が、生成物を形成すべく前
記測定容量を予め選択された物質と混合する混合室から
成り、前記回転子本体が、前記回転軸からほぼ半径方向
外向きに該混合室まで延在する部分を具える流路を更に
含む液体処理方法であって、該液体処理方法が、生成物
を形成すべく該測定容量を予め選択された物質と混合す
る付加的な段階を更に含む、請求項38記載の液体処理方
法。
【請求項４０】請求項39記載の液体処理方法において、
前記混合室が前記回転軸からガンマの半径方向距離の位
置にある外壁を更に含み、前記液体転送装置が第１の液
体転送装置であり、前記流入端部が第１の流入端部であ
り、前記流出端部が第１の流出端部であり、前記流路が
第１の流路であり、前記回転子本体が、空洞区域と、該
混合室内に収容される前記生成物に運動量を加える形で
該回転子本体が回転されその後急速に停止される時、該
生成物を該混合室から該空洞区域へ転送するための第２
の液体転送装置とを更に含み、該第２液体転送装置が該
ガンマ半径方向距離に位置する第２の流入端部を具え、
該第２流入端部が該混合室と液体連通し、該第２液体転
送装置が該回転軸からデルタの半径方向の距離に位置す
る第２の流出端部を具え、該第２流出端部が該空洞区域
と液体連通し、該デルタ半径方向距離が該ガンマ半径方
向距離よりも小さく、該第２液体転送装置が該第２流入
端部と該第２流出端部との間で第２の液体流路を定め、
該第２流路が該回転軸の周りで該回転子本体が回転する
方向に相当し、該生成物に運動量を加える形で該回転子本体を回転さ
せ、該回転子本体を急速に停止させ、該生成物を該空洞区域
へ移送するようさせることからを更に含む液体処理方
法。
【請求項４１】請求項39記載の液体処理方法において、
前記液体が第１の液体であり、前記回転子本体が第２の
液体を内部に導入する個別の室を更に含み、前記回転子
組立体が、該第２液体のサンプルを該第１液体の前記測
定容量と混合するために該個別室から前記混合室へ移送
するための移送装置を更に含み、該第２液体を該個別室に導入し、該第２液体のサンプルを該個別室から該混合室へ転送す
ることを更に含む液体処理方法。
【請求項４２】請求項41記載の液体処理方法において、
前記移送装置が磁気的に吸引可能な材料を更に含み、該
移送装置に隣接して生成される磁界の作用の下で該移送
装置が前記回転子本体により移動可能であると共に該回
転子本体に沿って移動されるようにされ、前記移送段階
が、該磁気的に吸引可能な材料を磁界にさらし、該磁界を該回転子本体に沿って該移送装置を移動させた
い方向に移動させ、該磁気的に吸引可能な材料に作用す
る磁界が該移送装置を移動させるようさせることから成る処理方法。
【請求項４３】請求項41記載の液体処理方法において、
前記移送装置が、該個別室から該混合室に向けて移動す
るために該回転子本体内に移動可能な形で前記回転子本
体内に配置される毛細管を更に含み、前記個別室内に収
容される前記第２液体のサンプルが毛細管により前記混
合室に転送されるようにさせ、さらに前記移送段階が、該毛細管を該個別室に挿入し、前記第１部分内に収容さ
れる該第２液体の少なくとも一部分が該毛細管に吸い込
ませるようにさせ、該毛細管を該個別室から撤収し、該毛細管をほぼ前記回転軸と該混合室との間の位置まで
移動させ、該回転子本体を回転させ、該第２液体を遠心的に該毛細
管から該混合室に押し出すようにさせることから成る液体処理方法。
【請求項４４】前記回転子組立体が、液体の流れを阻止
するための流れ阻止装置を更に含み、該流れ阻止装置が
前記個別室と協同し、該流れ阻止装置が通路開口部を定
め、前記通路開口部を通して該記通路開口部を横切る前
記第２液体の表面張力により該第２液体の流れが阻止さ
れると共に該個別室内に収容される該第２液体のサンプ
ルを吸い込むために、該記通路開口部を通して前記毛細
管が通過できるようにされる、請求項43記載の液体処理
方法。
【請求項４５】分析を実施するための方法であって、回転軸の周りで回転可能な回転子本体から成る回転子組
立体であって、該回転子本体が、中央の室と、該中央室に液体連通して
該中央室から放射状に伸びる第１、第２、第３、第４、
第５、及び第６の室とから成り、該中央室を通して移動
可能であると共に該室の全てに挿入可能なシャトルを更
に含み、該シャトルが、該諸室間を輸送するために固定
化された抗原又は抗体を搬送する反応カップから成るよ
うに設ける回転子組立体を提供し、或る量の全血を該第１室内に導入し、洗浄溶液を該第２室内に導入し、該第３室を専ら乾燥に用い、前記固定化された抗原又は抗体と化学的に結合し得る酵
素共役体を該第４室内に導入し、基質酵素溶液を該第５室内に導入し、前記基質酵素溶液と同一の試薬基準を該第６室内に導入
し、該全血を細胞と血漿成分とに遠心分離すべく該回転子本
体を回転させ、該回転子本体の回転を停止させ、該反応カップを該第１室内に挿入し、抗原・抗体複合体
を形成すべく、該反応カップにより搬送される該固定化
抗原又は抗体の１つの該血漿成分内に含まれる溶解可能
な抗原又は抗体と結合させるようにさせ、該反応カップを、前記中央室を通して該第１室から該第
２室内へ移動させ、該第２室内に収容される該洗浄溶液の中に浸した状態で
該回転子本体を回転させることにより該反応カップを洗
浄し、該回転子本体の回転を停止させ、該反応カップ
を、該中央室を通して該第２室から該第３室へ移動さ
せ、該サンプルを乾燥させるために該回転子本体を回転
させ、その後、該回転子本体の回転を停止させ、該反応カップを、該中央室を通して該第３室から第４室
へ移動させ、該第４室内に含まれる該酵素共役体を該抗
原・抗体複合体と結合させるようにし、該反応カップを、該中央室を通して該第４室から該第２
室へ移動させ、該反応カップを該第２室内に含まれる該洗浄溶液の中に
浸した状態で該回転子本体を回転させることにより該反
応カップを洗浄し、該反応カップを、該第２室から該第
３室へ移動させ、該サンプルを乾燥させるために該回転
子本体を回転させ、その後、該回転子本体の回転を停止
させ、該反応カップを、該中央室を通して該第３室から該第５
室へ移動させて、分析のための生成物を生成すべく該反
応カップを該第５室内に収容される該基質溶液中へ挿入
し、該反応カップを該第５室から取り出し、該回転子本体を回転させながら、該第５室内で生成され
る該生成物を光学的に監視し、該監視生成物を該第６室
に収容される該試薬基準と比較することから成る分析実施方法。
【請求項４６】前記第１室から前記反応カップを移動さ
せる前に、該反応カップを予め選択された時間に亘り前
記血漿成分内で培養させる、請求項45記載の分析実施方
法。
【請求項４７】前記反応カップを前記第４室から移動さ
せる前に、該反応カップを予め選択された時間に亘り前
記酵素共役体中で培養させる、請求項45記載の分析実施
方法。
【請求項４８】前記シャトルが磁気的に吸引可能な部分
を含み、前記移動段階が、該シャトルに隣接して磁界を
生成すると共に該磁界を移動させて該シャトルを移動さ
せるようにすることを含む、請求項45記載の分析実施方
法。
【請求項４９】前記回転子組立体が、前記回転子を回転
させる回転装置、前記シャトルを移動させる移動装置及
び前記回転、停止及び移動の少なくとも１つを自動的に
制御するための制御装置をさらに含む、請求項45記載の
分析実施方法。
【請求項５０】前記反応カップが固相反応パッドを含
む、請求項45記載の分析実行方法。