JPH09318633A - 分析装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 試料中の被分析成分を正確に定量分析するこ
とのできる分析装置を提供する。 【解決手段】 搬送部としての反応テーブル２上に一定
ピッチで配列された反応容器１３とその両側に位置する
反応容器１３との間に、磁性粒子を反応容器１３の壁面
に集めると共に、標識物質からの発光又は蛍光を遮光す
るようにマグネット１８を位置出しする手段（遮光体１
４）を設けたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、血清や尿等のサン
プルを免疫反応（抗原抗体反応）を利用して分析する分
析装置に係り、特にサンプル中の被分析物質である抗原
や抗体を検出する手段として、抗原又は抗体を固定化し
た磁性粒子と標識物質を固定化した標識試薬とを用いた
分析装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】血清等の試料を分析検査する方法の１つ
として、磁性粒子を用いた分析検査方法が従来から知ら
れている。この分析検査方法は試料中の被分析成分と免
疫反応（抗原抗体反応）を生ずる抗原又は抗体を磁性粒
子の表面に固定化したものを第１の試薬として用い、こ
の第１の試薬（以下、磁性粒子と称する。）を反応容器
に分注した後、第２の試薬を反応容器に分注して試料中
の被分析成分を定量分析する方法であり、第２の試薬
（以下、標識物質と称する。）としては、被分析成分と
免疫反応を生ずる抗原又は抗体を蛍光物質や化学的反応
により発光する物質の表面に固定化したものが用いられ
る。

【０００３】このような分析検査方法を利用して試料中
の被分析成分を定量分析する従来の分析装置は、反応テ
ーブルと、この反応テーブルに一定ピッチで配列された
反応容器に磁性粒子を分注する磁性粒子分注機構とを備
えており、この磁性粒子分注機構から反応容器に分注さ
れた磁性粒子を洗浄して反応容器内から被分析成分を除
く不要成分を除去した後、被分析成分と免疫反応を生ず
る標識物質を反応容器に分注し、例えば標識物質から発
せられた蛍光を反応テーブルの下方に設けられた光検出
器により検出して試料中の被分析成分を定量分析するよ
うに構成されている（特開平４−１９４７５２号公報参
照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来の分析装置では、装置の小型化を図るために、反応
容器の配列ピッチを狭くすると、光検出器の上方に位置
する反応容器内で発生した光だけでなく、その両側に位
置する反応容器内で発生した光も光検出器に入射してし
まうため、分析結果に悪影響を及ぼす虞があった。

【０００５】また、被分析成分と免疫反応を生ずる抗原
又は抗体を蛍光物質の表面に固定化した蛍光標識物質を
用いて被分析成分を定量分析する従来の分析装置では、
蛍光標識物質を励起させる励起光を反応容器に照射する
と、励起光が反応容器の表面や反応容器の内部で乱反射
し、その反射光により反応容器の両側に位置する反応容
器内の蛍光標識物質までも励起されてしまい、分析結果
に悪影響を及ぼす虞があった。

【０００６】さらに、浮遊又は沈積した磁性粒子が測定
用の光路上に存在することが多い点も分析結果に悪影響
を及ぼす原因になっていた。本発明は上述した問題点に
鑑みてなされたもので、反応容器に分注された試料中の
被分析成分を正確に定量分析することのできる分析装置
を提供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
上述した課題を解決するために、複数個の反応容器を列
状に保持して搬送する搬送部と、前記反応容器に試料及
び試料中の被分析成分と免疫反応を生ずる磁性粒子並び
に前記磁性粒子と免疫反応した被分析成分と免疫反応を
生ずる標識物質を分注する分注部と、前記標識物質によ
る発光又は蛍光を検出する標識物質検出部とを有し、前
記標識物質を所定の検出時期に前記標識物質検出部によ
り検出して前記被分析成分を定量分析する分析装置にお
いて、前記磁性粒子の存在下に検出時期にある前記反応
容器と、隣接する反応容器との間に、磁性粒子を反応容
器の壁面に集めると共に、前記標識物質からの発光又は
蛍光を遮光するようにマグネットを位置出しする手段を
設けたことを特徴とするものである。

【０００８】請求項２に係る発明は、請求項１に係る発
明において、マグネットリセット機構と、マグネットセ
ット機構とを具備し、前記遮光体を前記マグネットによ
りリセット位置とセット位置とに固定させることを特徴
とするものである。

【０００９】請求項３に係る発明は、請求項１に係る発
明において、光照射のための光源を有し、前記マグネッ
トを少なくとも入射光の妨げにならない位置に位置させ
ることを特徴とするものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
乃至図４を参照して説明する。図１は本発明の一実施形
態に係る分析装置の平面図であり、同図に示すように、
本発明の一実施形態に係る分析装置の基台１上には、搬
送手段である円形状の反応テーブル２が回転自在に設け
られている。この反応テーブル２は鉄等の磁性材料で形
成されており、モータ３の駆動力により一定ピッチで回
転するようになっている。

【００１１】なお、前記モータ３の回転軸３ａには駆動
ギヤ４が取付けられており、この駆動ギヤ４と反応テー
ブル２の下面に設けられたリング状の従動ギヤ（図示せ
ず）との間にはタイミングベルト５が掛け渡されてい
る。

【００１２】前記反応テーブル２の周縁部には、図１に
示すように、複数の貫通孔６が反応テーブル２の周方向
に一定ピッチで設けられている。これらの貫通孔６は、
図２に示すように、反応テーブル２の周縁部に複数の反
応容器１３をセットするためのものであり、これらの貫
通孔６により複数の反応容器１３が一定ピッチでセット
される反応テーブル２の周囲には、反応テーブル２にセ
ットされた反応容器１３に試料を含む液を所要量分注す
る試料分注機構７、同じく反応テーブル２にセットされ
た反応容器１３に磁性粒子を含む液を所要量分注する磁
性粒子分注機構８、同じく反応テーブル２にセットされ
た反応容器１３に蛍光標識粒子（被分析成分と免疫反応
を生ずる抗原又は抗体を蛍光物質の表面に固定化した標
識物質）を含む液を所要量分注する標識粒子分注機構９
および反応容器１３に分注された磁性粒子を洗浄して被
分析成分を除く不要成分を反応容器１３内から除去する
磁性粒子洗浄装置１０が配設されている。

【００１３】また、前記反応テーブル２の周囲には、図
１に示すように、光源装置１１が配設されている。この
光源装置１１は蛍光標識粒子が分注された反応容器１３
に対して、例えばキセノンランプのような励起光発生源
と励起光に応じた光路とを少なくとも有する光学系によ
って励起光を、容器中の液体（蛍光標識粒子を含む）の
ほぼ中央を通るように側方から照射するものであり、こ
のとき蛍光標識粒子から発せられた光（蛍光）は、反応
テーブル２に保持された反応容器１３の下方に近接する
位置に基台１に固定して設けられた光検出器１２により
検出されるようになっている。

【００１４】図２は図１のＡ−Ａ線に沿った断面図で、
図３は図２のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。図３に示
すように、反応容器セット手段としての貫通孔６に挿入
保持された反応容器１３とその両側に位置する反応容器
１３との間には、適当な幅の隙間が設けられていて、反
応容器１３内の蛍光標識粒子から発せられる光を遮光す
る遮光体１４の夫々が自在に動けるように設けられてい
る。すなわち、遮光体１４は、図２に示すように、反応
テーブル２の下面に設けられた固定部１５と、この固定
部１５の側面から水平に突設された枢支軸１６と、この
枢支軸１６に基端部を回動自在に支持されたマグネット
保持部材１７とを備えており、マグネット保持部材１７
の先端部１７ａには、円板形状のマグネット１８が両側
面を反応容器１３の側面に対向させて保持されている。

【００１５】前記マグネット１８は、図４に示すよう
に、両側部に適宜の磁極の組み合わせで対面させた磁力
発生面１８ａ，１８ｂを有している。ここで、これらの
磁力発生面１８ａ，１８ｂは反応容器１３の側面に対し
てなるべく平行になるように、例えば磁力発生面１８
ａ，１８ｂを夫々が対面する反応容器１３の側面形状に
応じて切削するか、２個のマグネット１８により磁力発
生面１８ａ，１８ｂを分担させるのが好ましい。特に、
本実施形態のように、反応テーブル２の形状が円形で、
反応容器１３の形状が長方形（又は正方形）である場合
には、マグネット１８の形状をマグネット１８がセット
位置にあるときに反応テーブル２の回転中心側の方が外
周側の方より狭くして反応容器１３の側面に対して磁力
発生面１８ａ，１８ｂを平行にすれば、磁性粒子が常に
最も能率良く集合する状態に調整できる点で好ましい。

【００１６】また、前記マグネット１８は図２中二点鎖
線で示す位置（以下、リセット位置と称する。）から図
２中実線で示す位置（以下、セット位置（例えばマグネ
ット１８の下端が反応容器１３の底面と２〜３ｍｍ程度
の間隔を有する位置）と称する。）に任意に切り換えら
れるようになっており、このマグネット１８をリセット
位置からセット位置にセットするマグネットセット機構
１９（図１参照）およびマグネット１８をセット位置か
らリセット位置にリセットするマグネットリセット機構
２０（図１参照）は図示しない制御装置からの信号によ
り作動するようになっている。

【００１７】前記マグネットセット機構１９はマグネッ
ト１８をセット位置にセットするためのセットピン（図
示せず）を備えており、反応テーブル２には上記セット
ピンの下端をマグネット保持部材１７に当接させるため
の小孔２１（図１参照）が反応テーブル２の周方向に一
定ピッチで設けられている。

【００１８】前記マグネット保持部材１７は、マグネッ
ト１８がセット位置にあるときには、先端部１７ａが反
応テーブル２の下面に設けられた金属板２２に当接する
ようになっている。そして、前記マグネット保持部材１
７の先端部１７ａは、マグネット１８がリセット位置に
あるときには、マグネット１８の磁力により反応テーブ
ル２の下面に吸着するようになっている。なお、マグネ
ット保持部材１７の先端上部には、マグネット保持部材
１７を反応テーブル２の下面に吸着させるための吸着面
１７ｂが設けられている。なお、セット位置におけるマ
グネット１８の高さと光源装置１１からの光束の高さと
は一致させることで、励起光の遮光効率を高めるのが好
ましい。

【００１９】また、反応容器１３は透光性を有する材料
（例えば硝子、アクリル樹脂等）で形成された角型セル
である。このように構成される本発明の一実施形態に係
る分析装置では、試料分注機構７から反応容器１３に所
定量の試料が分注されると、試料が分注された反応容器
１３に多数（例えば１×１０³ 〜１×１０⁶ 個）の磁性
粒子（例えば、０．１〜２０μｍ、好ましくは０．２〜
５μｍ）が磁性粒子分注機構８から分注される。なお、
このとき反応テーブル２はモータ３の駆動力により一定
ピッチで回転する。

【００２０】反応容器１３に磁性粒子が分注されてから
所定時間が経過すると、マグネットセット機構１９が作
動し、これによりマグネット１８がリセット位置からセ
ット位置にセットされる。このとき、反応容器１３内の
磁性粒子がマグネット１８の磁力により反応容器１３の
内壁面に吸着する。

【００２１】次に、マグネット１８がリセット位置から
セット位置にセットされると、磁性粒子洗浄装置１０が
作動し、これにより反応容器１３内の検液（結合（Boun
d ）反応をしない余剰な未反応（Free）の試料成分）が
図示しない検液吸引ノズルにより吸引除去（第１Ｂ（Bo
und ）／Ｆ（Free）分離）される。このとき、反応容器
１３内の磁性粒子はマグネット１８の磁力により反応容
器１３の底面より離れた内側壁面に吸着しているので、
磁性粒子が検液吸引ノズルに吸引されることはない。

【００２２】吸引除去された反応容器１３には、磁性粒
子洗浄装置１０の洗浄液分注ノズル（図示せず）から反
応容器１３に洗浄液が分注され、次いで、反応容器１３
の内壁面に吸着していた磁性粒子を反応容器１３内に再
分散させるために、マグネット１８がマグネットリセッ
ト機構２０によりセット位置からリセット位置にリセッ
トされる。

【００２３】ここにおいて、反応容器１３内の磁性粒子
が撹拌機（図示せず）により撹拌され、これにより被分
析成分以外の不要成分が磁性粒子の表面から洗浄除去さ
れる。

【００２４】上述した磁性粒子の洗浄工程が終了する
と、磁性粒子洗浄装置１０の検液吸引ノズルが再び作動
し、反応容器１３内の洗浄液が検液吸引ノズルにより吸
引されて第１Ｂ／Ｆ分離を終了する。このときも、マグ
ネット１８はマグネットセット機構１９によりリセット
位置からセット位置にセットされているので、反応容器
１３内の磁性粒子が検液吸引ノズルに吸引されることは
ない。

【００２５】反応容器１３内の洗浄液が磁性粒子洗浄装
置１０の検液吸引ノズルにより吸引除去されると、標識
粒子分注機構９から反応容器１３に複数個の蛍光標識粒
子がバッファ液と共に分注される。そして、蛍光標識粒
子分注機構９から反応容器１３に複数個の蛍光標識粒子
が分注されると、反応容器１３内が撹拌機により撹拌さ
れ、被分析成分と蛍光標識粒子との反応が促進される。
なお、このときマグネット１８はマグネットリセット機
構１９によりセット位置からリセット位置にセットされ
る。

【００２６】反応容器１３に蛍光標識粒子が分注されて
から所定時間が経過すると、マグネット１８がリセット
位置からセット位置にセットされて光検出器１２の上方
に位置する反応容器１３とその両側に位置する反応容器
１３との間が遮光される。そして、マグネット１８がリ
セット位置からセット位置にセットされると、光源装置
１１から反応容器１３に励起光が照射される。このと
き、光源装置１１から照射される励起光の光軸近傍高さ
に遮光体１４が介在されているので、反応容器１３に照
射された励起光の一部が反応容器１３の表面で反射した
り、あるいは反応容器１３の内部で乱反射しても両側に
位置する反応容器１３内の蛍光標識粒子が外部からの反
射光により励起されることも防止できる。このようにＢ
／Ｆ分離用のマグネット１８と遮光部材とが兼用されて
いるので、構造も制御も簡単にすることができる。

【００２７】したがって、本発明の一実施形態では、磁
性粒子が光検出器１２の受光の邪魔にならないと共に、
光源装置１１から反応容器１３に励起光を照射した際
に、その両側に位置する反応容器１３内の蛍光標識粒子
が外部からの反射光により励起されることがないので、
励起光が照射される反応容器１３内の被分析成分のみを
定量分析することができ、これにより試料中の被分析成
分を正確に定量分析することができる。

【００２８】また、本発明の一実施形態では光検出器１
２の上方に位置する反応容器１３とその両側に位置する
反応容器１３との間に遮光体１４を介在しているので、
両側に位置する反応容器１３内で発生した光が光検出器
１２に入射することを遮光体１４により防止することが
でき、これにより光検出器１２の上方に位置する反応容
器１３内の被分析成分のみを正確に定量分析することが
できる。

【００２９】また、本発明の一実施形態では遮光体１４
のマグネット１８を反応容器１３の底面から若干上方の
セット位置にセットするようにしたので、反応容器１３
内の検液を検液吸引ノズルにより吸引するときに磁性粒
子を反応容器１３の内壁面に吸着させることができ、こ
れにより被分析成分と反応した磁性粒子が検液吸引ノズ
ルに吸引されることを防止することができる。

【００３０】また、マグネット１８の位置をセット位置
とリセット位置とに吸着させて、マグネット１８が自由
に回動するのを規制することができるので、他の反応容
器１３内の磁性粒子に磁力による影響を与えることな
く、安定した分析を行なうことができる。

【００３１】さらに、本発明の一実施形態ではマグネッ
ト１８を保持するマグネット保持部材１７が上下方向に
回動自在に設けられているので、マグネット１８をリセ
ット位置からセット位置にセットするマグネットセット
機構１９およびマグネット１８をセット位置からリセッ
ト位置にリセットするマグネットリセット機構２０の構
成を簡単な構成とすることができる。

【００３２】また、マグネット１８の磁力発生面が反応
容器１３の側面に対してほぼ平行に設けられているの
で、磁性粒子を反応容器１３の内壁面にほぼ均一に吸着
させることができる。

【００３３】なお、本発明は上述した一実施形態に限定
されることはなく、種々の変更が可能である。例えば、
上述した一実施形態では反応テーブル２を一定ピッチで
回転させながら反応容器１３に試料等を分注するように
したが、反応テーブル２を直線的に移動させながら反応
容器１３に試料等を分注するようにしても良い。

【００３４】また、反応容器１３に分注された蛍光標識
粒子に励起光を照射して被分析成分を定量分析するよう
したが、例えば反応容器１３に分注された標識粒子等の
標識物質を化学反応により発光させたり、発色反応によ
り発光させて被分析成分を定量分析するようしても良
く、また標識物質は特に粒子状のものに固定化しなくて
もよい。

【００３５】また、Ｂ／Ｆ分離用のマグネットを、遮光
用のものとは異なる構成（例えば反応容器の底面の下方
に位置させる。）にしてもよく、場合によっては、マグ
ネットを用いない構成でＢ／Ｆ分離させても構わない。

【００３６】また、前記遮光体１４は、マグネット１８
自体又はマグネット１８とマグネット保持部材１７の全
体が、各反応容器１３間で充分な遮光を達成し得るよう
な位置、形状および大きさになっていることで達成され
るので、上記実施形態の形状のものに特に限定はされな
い。例えば、マグネット保持部材１７に保持されるマグ
ネット１８は１個であるが、マグネット保持部材１７の
先端部に２個のマグネット１８を反応容器１３に対して
平行になるように保持するようにしても良いし、２個の
マグネット保持部材１７を配置するようにしても良い。

【００３７】また、上述した本発明の一実施形態では、
遮光性能を高めるためにマグネット保持部材１７の先端
部の形状を矩形状にしたが、矩形状以外の形状（例えば
円形状）でも良い。

【００３８】さらに、マグネット１８の形状は円板のも
のに限られず、多角形のものであっても良い。また、励
起光を照射する上記実施形態における光源装置１１及び
光検出器１２の配置される位置についても、反応容器側
面に励起光を照射する実施形態に限定されるものではな
く、例えば、反応容器底面から上方へ励起光を照射して
測面で受光するように光源装置１１と光検出器１２とを
逆の配置しても良い。

【００３９】また、上述した実施形態ではマグネット１
８が洗浄機構と遮光機構とを兼用していたが、これに限
定されるものではなく、例えば遮光機構のマグネットの
他に、洗浄機構のマグネットを反応容器の下方や背面、
或いは正面に任意に配置するようにしてもよい。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る発
明によれば、試料中の被分析成分を正確に定量分析する
ことができる。請求項２に係る発明によれば、請求項１
に係る発明による効果に加えて、マグネットの位置をリ
セット位置とセット位置とに任意に切換えることができ
る。請求項３に係る発明によれば、請求項１に係る発明
による効果に加えて、マグネットを少なくとも入射光の
妨げにならない位置に位置させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る分析装置の平面図。

【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った断面図。

【図３】図２のＢ−Ｂ線に沿った断面図。

【図４】図２のＣ−Ｃ線に沿った断面図。

【符号の説明】

１…基台 ２…反応テーブル ３…モータ ７…試料分注機構 ８…磁性粒子分注機構 ９…標識粒子分注機構 １０…磁性粒子洗浄装置 １１…光源装置 １２…光検出器 １３…反応容器 １４…遮光体 １５…固定ブロック １７…マグネット保持部材 １８…マグネット １９…マグネットセット機構 ２０…マグネットリセット機構

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数個の反応容器を列状に保持して搬送
   する搬送部と、 前記反応容器に試料及び試料中の被分析成分と免疫反応
   を生ずる磁性粒子並びに前記磁性粒子と免疫反応した被
   分析成分と免疫反応を生ずる標識物質を分注する分注部
   と、 前記標識物質による発光又は蛍光を検出する標識物質検
   出部とを有し、 前記標識物質を所定の検出時期に前記標識物質検出部に
   より検出して前記被分析成分を定量分析する分析装置に
   おいて、 前記磁性粒子の存在下に検出時期にある前記反応容器
   と、隣接する反応容器との間に、磁性粒子を反応容器の
   壁面に集めると共に、前記標識物質からの発光又は蛍光
   を遮光するようにマグネットを位置出しする手段を設け
   たことを特徴とする分析装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の分析装置において、 マグネットリセット機構と、 マグネットセット機構とを具備し、 前記遮光体を前記マグネットによりリセット位置とセッ
   ト位置とに固定させることを特徴とする分析装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の分析装置において、 光照射のための光源を有し、 前記マグネットを少なくとも入射光の妨げにならない位
   置に位置させることを特徴とする分析装置。