JPH1138010A - 反応管攪拌装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 待機時に容器を確実に直立状態として容器内
部底面へのアクセスを容易とし、かつ攪拌状態を均等傾
斜方式として各反応容器内の液体の均一攪拌を可能とし
た反応管攪拌装置を提供する。 【解決手段】 反応管の上部を係止し下部を揺動可能に
支持してなる回転可能な反応管ターレットと、該反応管
ターレットの下方に位置し該反応管の下部を挿通する挿
通孔を有し該反応管ターレットと同軸的に回転するとと
もに側方に揺動可能に取りつけられた攪拌プレートと、
該攪拌プレートを偏心させる偏心手段とを有し、該攪拌
プレートを偏心させた状態で回転させることによって該
反応管の下部を回動させ、反応管内の溶液を攪拌させる
ようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、反応管（反応容器とも
いう）の回動により反応管内の溶液の攪拌を効果的に行
ないかつ待機時には反応管を直立させ攪拌時には反応管
内の溶液を均一に攪拌することを可能とした自動分析装
置における反応管攪拌装置に関する。

【０００２】

【関連技術】本発明でいう自動分析装置としては、例え
ば抗原−抗体反応により検体中の特定物質を測定するた
めの免疫自動測定装置が知られている。

【０００３】この抗原−抗体反応を利用した免疫測定法
としては、１ステップ方式及び２ステップ方式の非競合
サンドイッチ法及び競合法が知られている。

【０００４】１ステップ方式の非競合サンドイッチ法に
より、試料として患者から採取した血液等の検体に含ま
れる抗原の量を測定する方法を説明する。例えば、合成
樹脂製の容器内壁や粒等の不溶性の単体（固相）に結合
した抗体（固相抗体）と、放射性物質、蛍光物質、酵素
等の標識物質を結合した抗体（標識抗体）とを予め添加
してある反応管に、測定対象の検体を添加する。

【０００５】これによって反応管内においては、検体中
に含まれている抗原が上記固相抗体と抗原抗体反応（免
疫反応）して抗原抗体複合体を生成し、また同時にこの
抗原抗体複合体に標識抗体も複合して、固相抗体−抗原
−標識抗体という３つの成分がサンドイッチになった複
合体が生成する。このようにして、検体中の抗原を仲介
物として、標識抗体の標識を固相に結合させる。

【０００６】次にこの固相に結合された標識以外のもの
であって、反応管内に添加された抗原とは結合しなかっ
た余分の標識抗体や、免疫反応に関与しなかった抗体成
分等を分離（Ｂ／Ｆ分離）する操作を行ない、最終的
に、固相に結合した抗原量に比例する標識量を、標識の
性質を利用した物理的あるいは化学的な手法で定量測定
して、検体中の抗原濃度を求める。

【０００７】一方、２ステップ方式の非競合サンドイッ
チ法は、まず固相抗体のみを予め添加した反応管に、検
体を添加することで第１の反応を行なわせた後に、標識
抗原を添加して第２の反応を行なわせ測定を行なう方法
である。

【０００８】またこれら非競合サンドイッチ法とは別
に、上述した固相抗体に対し、予め標識物質で標識した
抗原（標識抗原）と、検体中の抗原を競争的に反応させ
る競合法と称される方法も知られている。

【０００９】このような免疫測定法においては、検体と
試薬を充分に反応させるためやＢ／Ｆ分離における洗浄
処理を充分に行なうために反応管中の溶液を攪拌するこ
とが必要であった。

【００１０】この反応管中の溶液の攪拌手段としては、
攪拌棒を反応管内に挿入して攪拌する方法がとられてい
る。この攪拌棒を用いる場合には、反応管内の溶液の種
類が変わった場合に、攪拌棒をそのまま使用すると他種
溶液の混入（コンタミネーション）が発生してしまう。
そのため、溶液の種類が変わるたびに攪拌棒を洗浄する
必要があった。この洗浄処理はそれだけ工程的に複雑に
なり、また洗浄機構も自動化する必要があり、機構的に
も複雑化する難点があった。

【００１１】そこで、容器に振動を与えたり容器に回転
運動を与える等により内容液の攪拌が行なわれる。こう
した反応容器を多数配置した保持器に収容して一斉に攪
拌を行う際、容器保持器全体に振動や回転運動を与えて
も個々の容器内の液の攪拌には至らず目的が達成されな
い。最も効果的な方法は個々の容器の首の部分を固定
し、底部を円運動する攪拌方式が最も攪拌効率が高い。
こうした方法を実現するには容器の首の部分は固定し、
その下側に偏心運動する加振板を設ける方法が知られて
いる。

【００１２】しかし、このような偏心円運動する加振板
を用いる方法の場合には、加振板が常に偏心状態にあ
り、攪拌時以外の時にも容器が傾いた状態に保持されて
しまう。したがって、攪拌時以外の待機時に容器が鉛直
状態に保たれずに、内部溶液を分散したり、或いは容器
内を洗浄したりする目的を持つ各種ノズル類の容器内部
へのアクセスが困難になるという問題があった。

【００１３】待機時に垂直状態を維持させるようにした
攪拌機構付自動分析装置も提案されている（特開平８−
２２６９２２号公報）が、機構的に複雑となり、待機時
に確実に直立状態を維持せしめることは困難であった。

【００１４】また、従来の攪拌方式では攪拌が不均一と
なることが多く、反応液に攪拌時の泡発生要因の一つと
なり、測定精度の低下の一因となっていた。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した問
題点に鑑みなされたもので、待機時に容器を確実に直立
状態として容器内部底面へのアクセスを容易とし、かつ
攪拌状態を均等傾斜方式として各反応容器内の液体の均
一攪拌を可能とした反応管攪拌装置を提供することを目
的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の反応管攪拌装置の第１の態様は、反応管の
上部を係止し下部を揺動可能に支持してなる回転可能な
反応管ターレットと、該反応管ターレットの下方に位置
し該反応管の下部を挿通する挿通孔を有し該反応管ター
レットと同軸的に回転するとともに側方に揺動可能に取
りつけられた攪拌プレートと、該攪拌プレートを偏心さ
せる偏心手段とを有し、該攪拌プレートを偏心させた状
態で回転させることによって該反応管の下部を回動さ
せ、反応管内の溶液を攪拌させるようにしたことを特徴
とする。

【００１７】また、本発明の反応管攪拌装置の第２の態
様は、反応管の上部を係止し下部を揺動可能に支持して
なる回転可能な反応管ターレットと、該反応管ターレッ
トの下方に位置し該反応管の下部を挿通する挿通孔を有
し該反応管ターレットと同軸的に回転するとともに側方
に揺動可能に取りつけられた攪拌プレートと、該攪拌プ
レートの下面に取りつけられた環状の攪拌ベースと、該
攪拌ベースの内周面に周接する攪拌ローラを上面周辺部
に設けかつ円弧状偏心孔を穿設した偏心プレートと、該
円弧状偏心孔に遊挿される攪拌ピンを上面周辺部に突設
させた回転可能な攪拌ボスとを有し、該攪拌ボスを回転
させると、該攪拌ピンは該偏心孔の偏心位置に位置して
該偏心プレートを偏心状態で回転させ、それにより、該
攪拌ベースが該攪拌ローラを介して偏心回転しそれとと
もに該攪拌プレートが偏心回転することによって、該反
応管の下部を回動させ、反応管内の溶液を攪拌させるよ
うにしたことを特徴とする。

【００１８】本発明の反応管攪拌装置においては、上部
を係止され下部を自由端とした状態で反応管ターレット
に支持された反応管の下部を回動することにより、反応
管内の溶液を攪拌するので、攪拌を効果的かつ均一に行
なうことができ、反応液の攪拌時の泡発生は防止され、
溶液の変更があった場合でも他種の溶液の混入のおそれ
は皆無である。

【００１９】また、反応管を揺動しない場合には、反応
管は確実に垂直状態に支持されるので、溶液の注入、吸
い出し作業にあたり何らの支障も生じないものである。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下に本発明の一つの実施の形態
を添付図面に基づいて説明する。

【００２１】図１は自動分析装置の一例を示す上面図で
ある。図２は図１の側面図である。図３は反応管ターレ
ットの一部を切欠いて示した本発明の反応管攪拌装置の
一つの実施の形態を示す上面図である。図４は図３の縦
断面図である。図５は攪拌ベースと偏心プレートの摘示
斜視図である。図６は待機時の偏心プレートと反応管の
関係を示す説明図で、（ａ）は偏心プレートが偏心しな
い状態を示し、（ｂ）は反応管が直立している状態を示
す。図７は攪拌時の偏心プレートと反応管の関係を示す
説明図で、（ａ）は偏心プレートが偏心した状態を示
し、（ｂ）（ｃ）は反応管が均等攪拌を行っている状態
を示す。図８は攪拌ベースの内周面の運動軌跡を示す説
明図である。

【００２２】図１において、１２は本発明の反応管攪拌
装置が適用される自動分析装置、具体的には免疫自動測
定装置で、所定速度で間欠的に回転移動する反応管ター
レット１４を有している。該反応管ターレット１４の上
面周辺部には、複数個の反応管ホルダー１６を内周列及
び外周列の２列に配設してなる反応管保持部１８が形成
されている。該反応管ターレット１４上面に設けられる
反応管ホルダー１６の設置数は、反応の態様により適宜
設定すればよいが、図１の例では、内周列及び外周列が
それぞれ３０個、合計６０個の反応管ホルダー１４を設
置した例を示している。

【００２３】２０は反応管ラックで、多数の受け部２１
に反応管Ｔを保持する。２２は、反応管移載手段であ
る。該反応管移載手段２２は、反応管ラック２０の受け
部２１に保持された反応管Ｔを反応管ホルダー１６に移
載し、かつ一の反応管ホルダー１６に保持された反応管
を所望個数の反応管ホルダー１６をスキップして他の反
応管ホルダー１６に移載する作用を行う。

【００２４】この場合、内周列又は外周列の反応管ホル
ダー１６に保持された反応管Ｔを同じ周列の反応管ホル
ダー１６に移載することもできるし、他の周列の反応管
ホルダー１６に移載することもできる。該反応管移載手
段２２は、該反応管保持部１８に反応管Ｔを供給する反
応管供給手段と、該反応管保持部１８から測定済の反応
管Ｔを取り出し廃棄する反応管廃棄手段を有している。

【００２５】２６は、該反応管Ｔにパーティクルを供給
するパーティクル供給手段で、その下部にパーティクル
ノズル２６ａが設けられている。２８は、該反応管Ｔに
標識試薬を分注する試薬分注手段で、その下部に試薬ノ
ズル２８ａが設けられている。３０は、Ｂ／Ｆ分離を行
うための洗浄手段である。３２は、該反応管Ｔに測定用
試薬を分注する測定用試薬分注手段である。３４は、該
反応管Ｔの反応後の反応溶液における標識物の量を測定
する測定手段である。

【００２６】８６は、試薬テーブル機構で、試薬テーブ
ル８７を有している。該試薬テーブル８７には取付孔８
７ａ，８７ａが穿設されており、該取付孔８７ａ，８７
ａを介して試薬ホルダー８８，８８が着脱自在に取り付
けられている。該試薬ホルダー８８，８８にはパーティ
クルビン９０及び標識試薬ビン９２がそれぞれ着脱自在
に取り付けられている。

【００２７】図４において、３５は基板で、該基板３５
上には回転軸３６が支柱３６ａに支持されて立設されて
いる。該回転軸３６は該反応管ターレット１４を連結シ
ャフト３７を介して回転自在に支持している。該回転軸
３６には、プーリー３８が固着されている。４０は回転
モータで、その駆動軸４２にはモータプーリー４４が取
付けられている。該モータプーリー４４は上記プーリー
３８とタイミングベルト４５を介して接続されており、
該モータプーリー４４の回転がプーリー３８に伝達さ
れ、該回転軸３６及び連結シャフト３７を介して該反応
管ターレット１４が間欠的に回転する。

【００２８】前記反応管ターレット１４の反応管ホルダ
ー１６は、反応管Ｔの上部を係止し、下部を自由端とし
側方から力が加わることにより、該反応管Ｔがその上部
を支点として揺動する。

【００２９】４６は、攪拌プレートで、該反応管ターレ
ット１４の下方に位置し、該反応管Ｔの下部を遊挿する
遊挿孔４８を有している。５０は該攪拌プレート４６の
下方に位置して設けられた環状の攪拌ベースである。該
攪拌ベース５０の全体形状は図５によく示されている。
前記連結シャフト３７は該攪拌プレート４６に穿設され
た遊孔３７ａ及び該攪拌ベース５０に穿設された遊孔５
１を介して反応管ターレット１４の下面と回転軸３６の
上部プレート３６ａの上面とを連結している。該反応管
ターレット１４、攪拌プレート４６及び攪拌ベース５０
は防振ゴム５２によって連結されている。５３は該防振
ゴム５２を取り付けるために該攪拌ベース５０に穿設さ
れた取付孔である。

【００３０】５４は偏心プレートで、その中心部には中
心孔５５が穿設されている。該偏心プレート５４は、該
中心孔５５を介して押え板５８及びネジ６０によって攪
拌ボス５６の上面に摺動可能に設置されている。６２は
該偏心プレートの周辺部上面に設けられた攪拌ローラで
ある。

【００３１】６４は攪拌シャフトで、該攪拌ボス５６を
回転自在に支持しかつ前記回転軸３６の内部に形成され
た中空部６６に回転自在に設けられている。該攪拌シャ
フト６４の下端部には攪拌プーリー６８が固着されてい
る。７０は攪拌モータで、その駆動軸７２にはモータプ
ーリー７４が取付けられている。該モータプーリー７４
は上記攪拌プーリー６８とタイミングベルト７６を介し
て接続されており、該モータプーリー７４の回転が攪拌
プーリー６８に伝達され、該攪拌シャフト６４を介して
該攪拌ボス５６が回転する。

【００３２】７８は該攪拌ボス５６の上面に突設された
攪拌ピンである。前記偏心プレート５４の中心孔５５と
周縁部との中間部には円弧状偏心孔８０が穿設されてい
る。該攪拌ピン７８は該円弧状偏心孔８０内に貫挿され
ている。該円弧状偏心孔８０は、基端部８０ａに攪拌ピ
ン７８が位置するときは偏心プレート５４の中心と攪拌
ボス５６の中心とが一致し〔図６（ａ）〕、先端部８０
ｂに攪拌ピン７８が位置するときは偏心プレート５４の
中心と攪拌ボス５６の中心とが一致せず、即ち偏心する
ような形状を有している〔図７（ａ）〕。

【００３３】したがって、該攪拌ボス５６が回転すると
ともに攪拌ピン７８が回転すると、該攪拌ピン７８は該
円弧状偏心孔８０の基端部８０ａから先端部８０ｂに移
動し、先端部８０ｂに達すると、該偏心プレート５４に
係合して一体的に回転する。図７（ａ）に示すように、
該攪拌ピン７８が該円弧状偏心孔８０の先端部８０ｂに
位置する状態では、偏心プレート５４は偏心した状態で
回転する。これと同時に該偏心プレート５４に取りつけ
られた攪拌ローラ６２が前記攪拌ボス５０の内周面５０
ａに周接して回転し、この攪拌ローラ６２の押圧力によ
って該攪拌ボス５０を偏心回転させる。該攪拌ボス５０
は、図８にその内周面５０ａの軌跡Ｘ，Ｙ，Ｚを示すよ
うに、偏心回転し、それとともに攪拌プレート４６が偏
心回転する。

【００３４】それ故、反応管ターレット１４の反応管ホ
ルダー１６に上部を支持され、該攪拌プレート４６の遊
挿孔４８に下部が遊挿されている反応管Ｔは、図７
（ｂ）（ｃ）に示すように上部が支持され下部が斜めに
回転させられる、いわゆるミソスリ運動を行って内部の
反応液等の攪拌を行う。

【００３５】上記の構成により、待機状態においては、
回転モータ４０及び攪拌モータ７０が同期して回転す
る。該回転モータ４０の回転により、回転軸３６及び連
結シャフト３７を介して反応管ターレット１４、攪拌プ
レート４６、攪拌ベース５０及び攪拌ローラ６２を介在
させて偏心プレート５４が一体的に回転し、一方該攪拌
モータ７０の回転により、攪拌シャフト６４及び攪拌ボ
ス５６を介して攪拌ピン７８が回転する。この時、偏心
プレート５４と攪拌ピン７８は同期して回転するので、
偏心プレート５４の偏心孔８０の基端部８０ａに位置す
る攪拌ピン７８は先端部方向に移動することなく基端部
８０ａに位置したまま回転を続ける〔図６（ａ）〕。こ
の状態では、反応管ターレット１４の反応管ホルダー１
６と攪拌プレート４６の遊挿孔４８とは互いに真直な状
態であり、したがって、該反応管ターレット１４の反応
管ホルダー１６及び攪拌プレート４６の遊挿孔４８に挿
通保持された反応管Ｔは直立状態を維持する〔図６
（ｂ）〕。

【００３６】反応管Ｔの攪拌時においては、反応管ター
レット１４は静止し、攪拌モータ７０からの回転駆動力
により攪拌ボス５６及び攪拌ピン７８が回転する。該攪
拌ピン７８が偏心プレート５４の偏心孔８０の基端部８
０ａから先端部８０ｂに移動し、該偏心プレート５４は
該攪拌ピン７８によって偏心位置に位置規制された状態
となる〔図７（ａ）〕。この状態では、攪拌モータ７０
の同一方向への回転力により、該偏心プレート５４の偏
心回転力が前述したように、攪拌ローラ６２を介在して
攪拌ベース５０及び攪拌プレート４６に伝達され、攪拌
ベース５０は、図８に示したように偏心運動し、これと
同時に、攪拌プレート４６も偏心運動を行い、その結
果、反応管ターレット１４の反応管ホルダー１６に上端
を保持された反応管Ｔの下部が所謂ミソスリ運動を行う
ように回転せしめられ、反応管Ｔ内の反応溶液の均等攪
拌が行われる〔図７（ｂ）（ｃ）〕。

【００３７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、待
機時に容器を確実に直立状態として容器内部底面へのア
クセスを容易とし、かつ攪拌状態を均等傾斜方式として
各反応容器内の液体の均一攪拌を可能とすることができ
るという効果が達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】自動分析装置の一例を示す上面図である。

【図２】図１の側面図である。

【図３】反応管ターレットの一部を切欠いて示した本発
明の反応管攪拌装置の一つの実施の形態を示す上面図で
ある。

【図４】図３の縦断面図である。

【図５】攪拌ベースと偏心プレートの摘示斜視図であ
る。

【図６】待機時の偏心プレートと反応管の関係を示す説
明図で、（ａ）は偏心プレートが偏心しない状態を示
し、（ｂ）は反応管が直立している状態を示す。

【図７】攪拌時の偏心プレートと反応管の関係を示す説
明図で、（ａ）は偏心プレートが偏心した状態を示し、
（ｂ）（ｃ）は反応管が均等攪拌を行っている状態を示
す。

【図８】攪拌ベースの内周面の運動軌跡を示す説明図で
ある。

【符号の説明】

１２ 自動分析装置，１４ 反応管ターレット，１６
反応管ホルダー，１８ 反応管保持部，２０ 反応管ラ
ック，２１ 受け部，２２ 反応管移載手段，２５ 試
薬テーブル，２６ パーティクル供給手段，２６ａ パ
ーティクルノズル，２８ 試薬分注手段，２８ａ 試薬
ノズル，３０ 洗浄手段，３２ 測定用試薬分注手段，
３４ 測定手段，３６ 回転軸，３６ａ 上部プレー
ト，３７ 連結シャフト，３７ａ，５１ 遊孔，３８
プーリー，４０ 回転モータ，４２ 駆動軸，４４ モ
ータプーリー，４５ タイミングベルト，４６ 攪拌プ
レート，４８ 遊挿孔，５０ 攪拌ベース，５２ 防振
ゴム，５３ 取付孔，５４ 偏心プレート，５５ 中心
孔，５６ 攪拌ボス，５８ 押さ板，６０ ネジ，６２
攪拌ローラ，６４ 攪拌シャフト，６６ 中空部，６
８ 攪拌プーリー，７０ 攪拌モータ，７２ 駆動軸，
７４ モータプーリー，７６ タイミングベルト，７８
攪拌ピン，８０ 円弧状偏心孔，８０ａ 基端部，８
０ｂ 先端部，８６ 試薬テーブル機構，８７ 試薬テ
ーブル，８７ａ 取付孔，８８ 試薬ホルダー，９０
パーティクルビン，９２ 攪拌試薬ビン，Ｔ 反応管

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１０年７月１６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００７】一方、２ステップ方式の非競合サンドイッ
チ法は、まず固相抗体のみを予め添加した反応管に、検
体を添加することで第１の反応を行なわせた後に、標識
抗体を添加して第２の反応を行なわせ測定を行なう方法
である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 難波 祐三郎 茨城県つくば市小白硲672−250 (72)発明者 中沢 正晴 千葉県印西市木下1603−２

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 反応管の上部を係止し下部を揺動可能に
   支持してなる回転可能な反応管ターレットと、該反応管
   ターレットの下方に位置し該反応管の下部を挿通する挿
   通孔を有し該反応管ターレットと同軸的に回転するとと
   もに側方に揺動可能に取りつけられた攪拌プレートと、
   該攪拌プレートを偏心させる偏心手段とを有し、該攪拌
   プレートを偏心させた状態で回転させることによって該
   反応管の下部を回動させ、反応管内の溶液を攪拌させる
   ようにしたことを特徴とする反応管攪拌装置。
2. 【請求項２】 反応管の上部を係止し下部を揺動可能に
   支持してなる回転可能な反応管ターレットと、該反応管
   ターレットの下方に位置し該反応管の下部を挿通する挿
   通孔を有し該反応管ターレットと同軸的に回転するとと
   もに側方に揺動可能に取りつけられた攪拌プレートと、
   該攪拌プレートの下面に取りつけられた環状の攪拌ベー
   スと、該攪拌ベースの内周面に周接する攪拌ローラを上
   面周辺部に設けかつ円弧状偏心孔を穿設した偏心プレー
   トと、該円弧状偏心孔に遊挿される攪拌ピンを上面周辺
   部に突設させた回転可能な攪拌ボスとを有し、該攪拌ボ
   スを回転させると、該攪拌ピンは該偏心孔の偏心位置に
   位置して該偏心プレートを偏心状態で回転させ、それに
   より、該攪拌ベースが該攪拌ローラを介して偏心回転し
   それとともに該攪拌プレートが偏心回転することによっ
   て、該反応管の下部を回動させ、反応管内の溶液を攪拌
   させるようにしたことを特徴とする反応管攪拌装置。