JPS5845888B2 - 化学反応モニタ−方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はある期間中に生ずる複数個の被検物による電磁
波の吸収を繰返しモニターする装置に関するものである
。

特に、本発明は複数個の試料の各々を複数個の部分標本
にし、これらを種々の試薬と化学的に反応させることが
できるようにする装置に関連する。

各部分標本の電磁波吸収を予定の反応時間中繰返し測定
する。

試料の装填、これら試料の部分標本の作製、試薬の選択
添加、その電磁波吸収の測定を連続動作モード並びに指
定及びバッチ動作モードで行なうことができる。

ここで、“部分標本”とは試料の１部分を意味する。

後述する装置は酵素分析に有効な反応初速度の測定及び
反応終点測定に好適である。

多くの化学反応はその終了まで数秒から数十分を有し、
その動的反応時間中に数回の測定を行なって反応の進行
を観察することが重要である。

この測定の１つの方法では分析器により特定波長の電磁
波の吸収を測定する。

代表的には、酵素反応測定は検査技師による多大の準備
と操作を必要とするバッチ処理方法及び装置によって行
なわれている。

この方法及び装置はスループットが比較的低く、検査技
師の助けにならない。

本発明の目的は、従来技術における種々の制限を軽減す
ると同時に、測定精度を高めると共に多種多様の試験を
行ない得るようにし、特に種々の動的反応のモニターに
適する装置を提供せんとするにある。

即ち、複数個の測光検出器を具えるホトメータ装置によ
り、円形が好適な通路に沿って低速度で位置割出し移動
する試料支持部材の列を連続的に走査するようにした連
続モードで作動する装置を提供せんとするにある。

ここで“位置割出し移動”なる語は段進のみならず連続
的、即ちなめらかな移動も意味するものとする。

一例では、ホトメータ装置に、それぞれ相対する複数個
の輻射線源及び輻射線検出器を設ける。

輻射線源及び輻射線検出器としては種々のものを使用し
得るが、以下の説明では光源及び光応答検出器であるも
のとして説明する。

各光源は関連する光検出器に対し、ホトメータ装置を支
持するロータの回転中宮に一定の向きで整列するように
配置する。

即ちその整列軸線をホトメータロータの半径方向と一致
させると共にこのロータと同軸配列された試料支持部材
用ターンテーブルの半径方向と一致させる。

前記整列軸線はターンテーブルの周縁に環状に配列され
た試料支持部材列と交差するようにし、名光源と関連す
る検出器との間には隙間を設けて、この隙間を試料支持
部材の円外が機械的妨害を受けることなく通過し得るよ
うにする。

他の例では、ホトメータ装置のロータの中心に１個の回
転光線を設け、この光源から光ビームをロータの周囲に
間隔をおいて１同軸的に配列した検出器列に向は発射さ
せる。

このホトメータ装置の放射状光学素子列に空間領域を設
け、これら素子列が前記単光源の支持軸を中心に回転す
るターンテーブルに支持された試料支持部材列と１司心
配置の環状部を走査するようにする。

試料支持部材列は名光学素子列の空間領域を通過し、光
源と泡検出器との整列は、光源が全光学素子列に対し固
定されているため決して変化しない。

ロータ及び光検出器の回転中者ホトメータは全ての試料
支持部材を走査し、各試料支持部材は複数回走査される
。

例えば８個の光検出器がある場合には、各試料支持部材
は８回走査され、８つの吸光度の測定値が得られる。

このことは複数個の光源を用いる例についても同様であ
ること勿論である。

試料支持部材用ターンテーブルは部分標本の装填及び除
去を連続的に行ない得るように極めて低い速度で移動さ
せ、例えば１分間に１回転の何分の１程度とする。

他方、ホトメータロータは比較的高い速度、例えば５０
００〜１０００回転／分程度で回転させる。

これがため極めて短時間に極めて多量の情報量を収集す
ることができる。

またホトメータ検出器を、例えばこれらゐ光学素子列に
種々のフィルタを用いて種々の波長で作動させる場合に
は、多量の情報を収集できるのみならず多種類の情報を
得ることができる。

ロータは連続的に移動させ、ターンテーブルは間欠的に
移動、即ち段進させるのが好適である。

この場合には、装置を適当な電子回路でプログラムして
、試料支持部材が移動していない停止期間中に吸光度の
測定を行なうようにする。

このようにすることは、ターンテーブルを低速度で連続
的に移動させ、試料支持部材が回転する各ホトメータと
整列する短時間の間にこれら試料支持部材をホトメータ
で走査するようにプログラムする場合より容易である。

しかし、本発明は後者の構成も含むものである。

装置で測定すべき試料を含む材料が発光性、けい光性或
は放射性の輻射線源を構成する場合には光源は必要ない
。

斯る場合には光源を切るか遮蔽すればよい。

試料支持部材内の各被験物又は部分標本を透過した光量
を各ホトメータで走査して検出し、Ａ／Ｄ変換器を含む
電気回路で吸光度に比例したデジタル信号に変換する。

各光検出器のＡ／Ｄ変換器はその光検出器に隣接させて
ロータに取付けて、移動するロータから装置の固定部へ
の情報の伝送を簡単にすると共にその接続を簡単にする
。

ホトメータロータからのデジタル値は、その回転部を装
置の固定部と結合する適当な装置によって伝送する。

一例では発光ダイオードを用い、他の列ではスリップリ
ングを用いる。

これらデジタル信号は固定受信機に伝送し、適当な記憶
又は処理装置に供給する。

例えば、これら信号は、先ず最初に、装置全体の動作及
びプログラムを制御する主制御ユニットからのルーチン
情報を受信するコンソールに供給することができる。

本発明装置は反応終点情報並びに反応初速塵に関する情
報を発生するように構成する。

本発明の重要な利点は、光源と光検出器との位置関係が
常に幾可学的に一定の関係にあるため、口−りの回転中
に両者の位置関係が変化し得ないことである。

また、試料支持部材用ターンテーブルを同軸配置するた
め、回転中発生する僅かな偏心は測定に実質上例の影響
も与えない。

従って、本発明の第１の特徴は、化学的状態をモニター
すべき液体等の試料を保持するようにした数数個の試料
支持部材の全てを横切り通過するようにした輻射エネル
ギービーム路と各別の試料支持部材内に生ずる化学的状
態に関連する各別の電気信号を発生する検出器を具える
ホトメータ装置と、該電気信号に応答してデータを発生
する装置と、前記試料支持部材とホトメータ装置を基準
位置に対し相対的に移動させる手段とを用い、複数個の
試料支持部材内の化学的反応をモニターするに当り、前
記ホトメータ装置を、そのビーム通路が第１繰返しパタ
ーンをたどるように移動させると共に前記試料支持部材
をこれら試料支持部材が第２繰返しパタースをたどるよ
うに移動させ、第１繰返しパターンと第２繰返しパター
ンとの間には両パターンが互に一致する部分があるよう
な特定の幾何学的関係を設定し、前記ホトメータ装置が
前記一致部分を経て移動するとき前記一致部分に位置す
る試料支持部材を走査し、ホトメータ検出器から関連す
るアナログ電気信号を発生させ、ホトメータ装置の前記
一致部分に対する移動速度は試料支持部材の前記一致部
分に対する移動速度より高くして前記一致部分を通る各
試料支持部材がビーム通路により少くとも１回走査され
るようにし、前記アナログ信号をデジタル信号に変換す
ると共に移動する前記検出器からの該デジタル信号を前
記データ発生器に結合するようにした点にある。

本発明の第２の特徴は、輻射エネルギーを少くともある
でと透過し得る壁から成る複数個の各試料支持部材内に
保持された複数個の液体等の試料に生ずる化学的反応を
モニターする装置において、支持装置と、外支持装置軸
上に回転自在に装着されたロータと、前記支持装置に対
し回転自在にロータと同軸装置されたターンテーブルと
、該ターンテーブルに、前記軸と同軸的に環状に配列さ
れた複数個の輻射エネルギー透過性試料支持部材と、前
記ターンテーブルをその軸を中心に第１回転プログラム
に従って回転させてターンテーブルの回転中試料支持部
材を環状通路に沿い走行させる第１駆動装置と、前記ロ
ータを前記軸を中心に第２回転プログラムに従って、所
定期間中のロータの回転数が同一期間中のターンテーブ
ルの回転数より高くなるように回転させる第２駆動装置
と；前記ロータに装着され、各々少くとも前記環状通路
を貫通して該通路を走行する前記複数個の試料支持部材
のうち任意の試料支持部材内における試料の少くとも１
部を横切る複数個の輻射エネルギービーム通路と、試料
支持部材がこれらビーム通路を横切るとき各ビーム通路
に沿って透過された任意の輻射エネルギーに応答して、
該試料支持部材内に含まれる試料の化学的状態に関連す
る電気信号を発生する装置とを具えるホトメータ装置と
、前記ロータに支持された前記電気信号を処理する装置
と、該処理された信号から有用なデータを発生する装置
と、前記ホトメータ装置からの前記処理された電気信号
の略々全部を該データ発生装置に結合する装置を設けた
点にある。

本発明の第３の特徴は、複数個の試料支持部材によりそ
れぞれ保持された複数の液体等の試料に発生する化学反
応をモニターする装置において、支持構造と、該支持構
造上に第１平面に配置して取付けられ、該第１平面に直
角な中心軸線の周りに環状に配列された複数個の試料支
持部材を有する試料支持部材用支持体と、該試料支持部
材用支持体と平行に配置され、前記軸線上に回転自在に
取付けたロータと、該ロータに固定されたホトメータと
を具え、該ホトメータには輻射エネルギー源と、該輻射
エネルギー源と整夕１ルこれから発せられる輻射エネル
ギーのビームを受信する光応答素子とを設け、該輻射エ
ネルギー源と光応答素子は前記ビームがロータの半径方
向となるように配置すると共に、該輻射エネルギー源又
は光応答素子の一方を前記試料支持部材の環状列の内側
に、他方を該環状列の外側に配置し、前記ロータの回転
により前記ビームが円板状の軌跡を描くようにし、前記
試料支持部材の環状列と該ビームの軌跡との鋸直位置関
係により該ビームの円板状軌跡が試料支持部材と成るレ
ベルで交差してこれを走査し、該ビームが試料支持部材
により保持されている試料を横切るようにし、回転駆動
させてロータを前記試料支持部材列に対し１回転以上回
転させる場合にはロータの各回転中に前記ビームが全て
の試料支持部材を順次中くとも１回走査するようにし、
又ロータの回転を前記試料支持部材列に対し１回転以下
とする場合にはその分より少ない回数だけ前記ビームが
全ての試料支持部材を順次走査するようにした駆動装置
を設け、前記光応答素子を前記試料支持部材又所要に応
じこれに保持された試料により生ずる光効果に関連した
アナログ信号が発生するよう前記ビームに応答させ、前
記光効果からデータを発生するためのデータ発生装置を
設け、該装置を前記支持構造に関連させて回転しないよ
うにすると共にデジタル情報に応答させるようにし、前
記ロータに支持され、前記光応答素子に接続して該素所
により発生されたアナログ信号をデジタル情報に変換す
るアナログ−デジタル変換器を設け、前記支持構造によ
り支持された固定部及び前記ロータに固定された回転部
を具える結合装置を設け、該回転部を前記アナログ−デ
ジタル変換器に接続してその出力を受信するようにし、
前記固定部をデータ発生装置に接続した点にある。

図面につき本発明を説明する。

第１及び第５図に線図的に示すように本発明装置は制御
コンソール１０と化学処理部１２とで構成することがで
きる。

試料及び各試料の部分標本について行なうべき種々の化
学試験に関する情報はキーボード１４及び／又は適当な
データ入力装置１８の受信機１６内に供給されたデータ
カードにより供給することができる。

入力情報は次いで主制御ユニット２０に供給する。

この制御ユニットは種々の機能を有し、そのいくつかの
機能についてしか説明しないが、当業者であればこのユ
ニットの全制御について理解し得るであろう。

主制御ユニット２０の第１の機能は入力情報を読取ユニ
ット２２に供給することができることである。

この読取りユニットに可視表示器２４及びテープ２６の
プリンタを設けることができ、オペレータはこの読取り
ユニットから入力情報が正確に入力されたことを確かめ
ることができる。

主制御ユニット２０は装置が行ない得る各化学試験に属
する命◆のリストを記憶することができる。

これがため、入力情報が特定の試料を特定セットの試験
と関連させるとき、装置が希釈剤及び試薬を必要とする
ものとすると、オペレータがなすべきことは試料を試料
ディスク３０の試料ホルダ２８の適当する１個内に配置
する必要があるだけである。

この際、主制御ユニット２０はデータ発生部３４の１部
であるターンテーブルに環状に配列された試料支持部材
３２内への部分標本の移送を制御することができる。

この移送は部分標本及び希釈剤移送機構３６により行な
うことができ、所要の各化学試験を当該試料に対する各
々識別された試料支持部材３２と関連させる。

数個の部分標本を分配したら、試料支持部材列を各試料
支持部材及び関連する部分標本につき１ステツプづつ位
置割出し移動させる。

ここで、“ステップ”及び“位置割出し移動”なる表現
を使用したが、これは不連続移動に限定されるものでな
く、試料支持部材はゆっくりと連続的に移動させること
もできる。

試薬供給部３８は試薬ディスク４２内に各別の試薬コン
テナ４０を有する。

第１及び第２試薬分配器４４及び４６は、試料支持部材
３２が環状配列の移動路に沿って進むときに特定の試料
支持部材内に適当な試薬を加える。

第１試薬分配器４４の試料支持部材通路に対する分配点
は第２分配器４６の分配点より数ステップ前にして、こ
の間隔に相当する既知の時間隔中に第１試薬が部分標本
と反応し、第２試薬の供給前にその反応が終了し得るよ
うにする。

いくつかの化学試験は一方の分配器のみからの試薬の添
加を必要とするものとすることができる。

部分標本及び希釈剤移送機構３６並びに試薬分配器４４
及び４６は、試料ホルダー２８又は試薬コンテナ４０と
試料支持部材３２との間を精密に揺動する形式のものと
することができる。

試料又は試薬を取り出すとき及びこれを分配するときは
これら分配器のプローブを容器２８．３２及び４０内に
下げることができるようにし、こ石ら分配器を揺動させ
るときはこれら分配器を持上げてこれらが円弧通路内を
自由に回転し得るようにする。

試料支持部材３２の通路に沿った部分標本を分配する位
置と第１試薬を分配する位置に間隔をあけ、部分標本の
分配時間と第１試料の分配時間に時間隔を与えてこの間
に希釈液及び試料支持部材壁を含めた部分標本の透明度
を測定し得るようにする。

各試料支持部材３２が再び部分標本分配器３６の下方に
位置する直前に試料支持部材から試験済部分標本を除去
し試料支持部材が新しい部分標本を受は得るようにする
プローブ機構を有するクリーニングステーション４Ｂを
設ける。

データ発生部３４はロータ５６の周囲に放射状に配列さ
れたランプ５０のような光源と光電セル、光電子増倍管
等とし得る光検出器５２とを具える複数個のホトメータ
を有する。

各検出器５２は第２及び第３図の例に示すように個々に
固有の光源５０を有するものとすることができ、また第
４図の例のようにランプ５０のような１個の共通の光源
を有するものとすることができる。

（両側における同−或は等価の素子には同一の符号を付
して示しである。

）第１の例では、個々のニンプを試料支持部材の環状配
列が通る通路の外側に設けるが、第２の例では１個のラ
ンプ５０をロータ５６の軸に設ける。

両側ともホトメーク全体をロータ５６で支持する。

光路５４の長さは最大で略々ロータ５６の半径とし、例
えば第２及び第３図の例ではロータ半径の小部分の長さ
にするのが普通である。

これがため、光路は数センチメートルの長さで、その光
学系は極めて簡単になる。

本発明の利点は主としてロータ５６に複数個のホトメー
タを設けた場合に得られるが、１個のホトメータのみを
用いる場合にもいくつかの利点があり、ここで°“ホト
メータ装置”とは上記の２つの概念を含むものとする。

単一のホトメータでは８個のホトメータを有するロータ
と比較すると、ターンテーブル内の試料支持部材の数及
びロータの回転速度を同一とした場合、データを集め得
る速度がマルチホトメータ装置の場合より単一ホトメー
タの場合の方が低くなること明らかである。

単一ホトメータ装置はその回転速度を増大することによ
りそのデータ発生速度を増大することがてきる。

データ処理装置のデータ処理、記憶等の容量は発生され
るデータの量により決まる。

同様に、データ処理装置の複雑度は発生されるデータの
種類に関連する。

これらの要素は全てホトメータの数、ロータの速度、測
定に使う波長及び装置で処理し得る化賀反応の選択に関
連する。

比較のため、第２〜第４図の寸法を示すと、第３図のラ
ンプ５０の位置の下側で測ったロータ５６の直径は約３
０センチメ−１ルで、第２及び第３図の例ではランプ５
０から光検出器５２までの総光路長は約２センチメート
ル以下、第４図の例では約８センチメートル以下である
。

ディスク又はターンテーブル１４に支持された試料支持
部材３２の環状列はロータ５６の回転軸でもある軸５８
を中心に回転する。

これがため、試料支持部材列とホトメータは同心配置と
なる。

ロータ５６及びターンテーブルγ４の装着装置及び駆動
装置は第２〜第４図について説明するが、動作タイミン
グ及び位置関係は第１図について説明する。

上述したように、第２〜第４図のロータ５６は約３０セ
ンチメートルの直径を有するものとするが、第２〜第４
図にはこれを略々半分に縮めて示しである。

第１図は約５分の１の縮尺で示しである。

本発明は上述の寸法例に限定されるものでなく、種々の
形態及び寸法の装置に広く適用し得るものであること勿
論である。

以上から明らかなように、ターンテーブル７４の１回転
中に、任意の所定の試料支持部材３２が部分標本を受け
、その部分標本が流体処理、化学反応及び測定を受け、
次いで新しい部分標本を受けるよう準備されて次のサイ
クルが繰返される。

試料支持部材３２の通路は上述したように円形であるが
、本発明の変形例ではこれを変えてもよい。

ターンテーブル７４は比較的ゆっくり位置割出し移動さ
せ、その回転速度は約５〜２０回転／時間とし、停止時
間を移動時間よりも長くする。

この速度はホトメータを有するロータ５６（通常数百回
転７分の速度で回転する）の回転速度より相当低い。

斯くして、各停止期間中に多数の測定が行なわれるよう
にプログラムし、この停止期間中にロータを多数回回転
させ、全てのホトメータによりこの回転数に対応する回
転の沖□を全ての試料支持部材について行なうようにす
ることができる。

１停止期間当りのロータ５６の回転数は最低１回とする
必要がある。

このように、試料支持部材の１巡回、即ちターンテーブ
ルγ４の１回転中に任意の特定の試料支持部材の反応を
時間を置いて多数回測定し、データ処理のために記録及
び／又は記憶することができる。

上述の処理モード及び反応終点決定はこの期間中に１個
の試料支持部材の部分標本についてのみならず連続する
複数個の部分標本について容易に行うことができる。

１２０個の試料支持部材３２がターンテーブル１４に設
けらむ、ターンテーブル１４が６秒毎に段進する場合、
ターンテーブル１４はデータ発生部３４の支持外匣に対
し１２分毎に１回転する。

ロータ５６及びその８個のホトメークが軸５８を中心に
６秒につき１回転の速度で回転する場合、その回転速度
は１０回転／分、即ちターンテーブルγ４の１回転につ
ときロータ５６の回転は１２０回転となる。

測定を常時行なうものとすると、ターンテーブル１４の
試料支持部材列の各試料支持部材３２はターンテーブル
がデータ発生部の支持外匣の例えば部分標本が供給され
る点に対し１巡回する間に９６０回測光走査される。

ロータ５６の速度を２倍にすれば、各試料支持部材の測
定回数は１９２０回に増大するが、これは１個の試料支
持部材及びその部分標本についてであるからターンテー
ブルの１回転中に行なわれる測定の総回数はロータ５６
が上記低速度の場合に１ｓｏｏｏ程度、倍速度の場合に
３６０００程度となる。

試料支持部材３２が通るある位置を用いて試料支持部材
をクリーニングし、他の位置を用いて部分標本を注入し
、これを試薬添加位置に運び、更に他の位置を用いて攪
拌を行なうため、測定又はモニターを行なう円形通路に
沿った試料支持部材位置の総数は試料支持部材の総数よ
りも少くなる。

これがため、上述の測定総回数は上述の処理のために必
要とされる位置に相当する分だけ少くなる。

必要に応じ、モニターは全ての位置で連続的に行ない、
データ処理制御装置に任せて重装でない読取データを捨
てさせることができる。

クリーニングが行なわれる期間中の読取データは空情報
に同等化することができ、また試薬添加前の未反応状態
の部分標本から若干の情報を得ることもできる。

以下の説明のため、ロータ５６は１０回転／分で回転す
るものとし、ターンテーブル１４は１２０の試料支持部
材を有し１２分につき１回転の速度で６秒毎に段進する
ものとし、且つ種々の処理が行なわれる試料支持部材内
の通路に沿った数個の位置は測光モニターと関連しない
ものとして、各部分標本につき８００回の各別の測光が
行なわれるものとする。

８００もの反応測定点（各測定は１０分間の間３／４秒
間隔で行なわれる）が必要ないようにすることができ、
且つ所定の化学試験は特定の波長で一層良好にモニター
することができるため、各ホトメータに特定のフィルタ
を設けて各ホトメータにより固有の波長の輻射線を発生
させて測定を行なうようにすることができる。

各フィルタ６０が相違し、特定の試料支持部材内の特定
の部分標本からの最も価値のある情報は８個のホトメー
タの１個のみから得られるものとすると、６秒毎に測定
が行なわれるから１０分間のサイクル中に斯る１個のホ
トメータから当該部分標本の反応の１００個の測定結果
を得ることができる。

反応を６秒毎に多数回モニターする必要がある場合には
２個以上のホトメータ゛を同一波長で動作するように構
成することができる。

図に示すホトメータはロータ５６の周囲に等間隔に配列
されているが、これらホトメータはグループ毎に配置１
ルてもよいし、不等間隔に配置１ルてもよい。

重クロム酸塩滴定の場合は極めて近接して配置したホト
メータ対を用いるのが好適である。

既知のように、試薬を適当に選択すれば数種類の反応を
同一波長でモニターすることができる。

従って、本装置を数種類の波長及び適当な試薬を選択し
得るようにすれば、多種類の試薬を本装置により処理す
ることができる。

即ち、全ての試料支持部材が各ホトメータで操作される
ため、種々の波長でモニターする種々のホトメータを用
いることにより部分標本自体並びに試料支持部材内の反
応を１個以上のホトメータにより１種類以上の波長でモ
ニターすることができる。

上述の例では種々の波長でのモニター間の時間隔は３／
４となる。

これは構成及び条件に応じて変わること勿論である。

各部分標本は全ての波長でモニターする必要はなく、ま
た各試料を部分標本にして本装置により行ない得る全て
の試験に供する必要もない。

入力装置１８及び主制御ユニット２０へのデータにより
各試料について必要な試験のみの実行命令をするように
制御及びプログラムし、必要とされる試料支持部材のみ
を用いて必要とされる試料及び試薬の総量を減少させる
と共に試料支持部材の測光位置を最大にして装置の試料
スループットを最大にすることができる。

本装置は、各試料に対し１組の試験のうちのいくつかの
試験が必要ない場合には各試料に対し固定の１組の試験
を要求しないようにすることができ、また既知のように
、′飛越し”試験を表わす空の試料支持部材はターンテ
ーブル上の試料支持部材列内に位置せしめないようにす
ることができる。

主制御ユニットによる斯る処理及びその他の試料処理制
御機能は第５図に示す機能制御母線６２により実施され
る。

ここで、本発明装置は融通性に富み、経済性及びスルー
プットを犠牲にすることなく多くの試験に使用すること
ができることを強調しておく。

上述したように、各部分標本は全ての波長でモニターす
る必要はない。

これに加えて、各試料は装置が行ない得る全試験用に部
分標本にする必要はない。

試験の選択を行ない。分析容量の損失、部分標本又は試
薬の浪費、不必要な試験の実行及び任意の試料支持部材
の飛び越しが起らないようにすることができる。

これがため、装置の多能性が装置のスループットに影響
することはない。

次に、第２及び第３図についてデータ発生部３４の一例
の細部を説明する。

図に示すように、各光源５０及びこれと関連する検出器
５２を一直線上で比較的接近させ、ロータ５６に固定し
て、それらの間に軸５Ｂから半径方向に延在する固定長
の短かい光路５４を構成する。

ロータ５６は軸５Ｂ上を回転するように配置すると共に
、ロータ５６には回転スリーブ６４を設け、これを外匣
台部材６８及び１０に装着されたベアリング６６上に軸
承する。

適当な駆動装置γ２をスリーブ６４に結合して回転運動
をロータ５６及びそのホトメータ（その２個を第３図に
示す）に与えることができる。

斯くしてホトメータ素子及びそれらの間の光路５４は互
に一定の向きに維持さ和、軸５８に対し半径方向に維持
される。

ロータ５６をこのように軸承すると、光路５４の軸５Ｂ
との間隔が精密となり、この間隔はロータ５６の回転中
略々一定に維持される。

ベアリング６６は適当な慣例の設計及び構造のものとす
ることができる。

斯るベアリングの基準は精密、円滑塵、信頼度であり、
更にロータ５６及びホトメータの重量を考慮に入れて必
要とされるスラスト支持を行ない得るものとする必要が
ある。

ベアリング６６の選択にはロータ５６の重量及びその回
転中発生する力を考慮に入れたラジアル支持要件も考慮
に入れる必要がある。

上述の構成によれば、高品質のベアリング６６を賢明に
選択することによりロータ５６の回転中ホトメータのト
ラッキングが精密になり、装置の動作中精密且つ同一の
測光を繰返し行なうことができる。

回転中の偏心を除去し精密なトラッキングを維持するた
めに種々の手段を講じても回転中若干の偏心が生ずるが
、本発明では斯る偏心は精度に悪影響を与えない。

円形配列の試料支持部材３２は既に説明したようにター
ンテーブルγ４に支持する。

これら試料支持部材は着脱自在にすることができる。

また永久的に取付けられた試料支持部材３２を有するタ
ーンテーブルをモーノルド成形等により形成することも
できる。

ターンテーブル７４はロータ５６の軸と１同一の軸５８
上に回転自在に支承し、ターンテーブル１４をロータ５
６の上方に配置して試料支持部材３２の入口に上方から
接近し得るようにする。

試料支持部材３２は略々円板状又は平板状のターンテー
ブルの本体から下方に円形の環状通路内に延在させて、
ターンテーブル１４の回転生金ての試料支持部材がこの
通路中を走行するようにする。

この環状通路はロータ５６に装着されたホトメータの光
路５４の全てを横切るようにする。

これらホトメータの光路５４はロータ５６を中心に放射
状に配置され、第２及び第３図の例の極めて短い光路５
４の場合にはフィルタ６０とランプ５０との間の空間を
もって試料支持部材３２の環状通路を形成する。

ホトメータ５（１５２はロータ５６の上面にクランプや
ブラケット等を用いて適当な方法で取り付けることがで
き、またこれ・らホトメータを受は入れられるように精
密にモールド成形で形成し得るロータの厚内円板の内部
に取り付けることもできる。

斯る場合には、条溝又は凹部をロータ５６の上面に環状
に設けて試料支持部材列を受は入れ、試料支持部材が条
溝内を自由に回転し得るようにする。

この場合光路は条溝を半径方向に通過し、測定すべき部
分標本を有する試料支持部材を通過するように配置する
ことができる。

試料支持部材はある種の透明材料で造ること明らかであ
り、その壁は通過する光ビームを屈折又は散乱しないよ
うに正しい向きに配置する。

試料支持部材用のターンテーブルγ４にはカラー１６を
有するバブを設け、軸５８上に６立てし、カラー７６と
スリーブ６４との間に配置したベアリング１８により回
転自在に支承し、試料支持部材用ターンテーブルをホト
メータ５０−５２の回転と無関係に回転し得るようにす
る。

ターンテーブルγ４の段進モードの回転は第３図には示
されていないが第４図に示されあいろ慣例の手段で行な
うことができる。

ターンテーブルγ４及びホトメータロータ５６は軸５８
上に同軸配置されており、ターンテーブル１４のカラー
γ６はロータ５６のスリーブ６４内を回転するため、試
料支持部材の通路及びホトメータの走査区域は同心配置
となり、試料支持部材は各ホトメータの短い光路を高い
位置精度で横切り、従来使用されているような複雑な光
案内構造を用いる必要なしに精密な測光測定を行なうこ
とができる。

ホトメータロータ５６のなめらかな連続回転運動を助長
するために、ロータ５６の周縁部が重くなるように設計
してフライホイール効果が得られるようにすることがで
きる。

これに対し、試料支接部材用ターンテーブル１４は、そ
の各段進間に停止期間を設ける場合には比較的軽量にす
る必要がある。

第４図は主としてホトメータ５０〜５２の変形例を示す
。

第３図と第４図の斯る変形部及びその他の差異について
は第５図について第３及び第４図に示す例の動作の説明
後に説明する。

第３〜第５図に示すように、光検出器５２からの電気出
力をγナログデジタル変換し、データ発生部３４からの
データを制御コンソール１０（第１図）に伝送する電気
素子に供給する。

これら電気素子は、８０及び８２て示すような回路素子
、回路板及びコネクタを介し、ロータ５６及びそのスリ
ーブ６４に取り付けてこれら電気素子を関連するホトメ
ータと一緒に回転し得るようにし、これにより回路間の
接続点にスリップリング、整流子等を設ける必要がない
ようにしたり、或は複雑な配線を設ける必要がないよう
にするのが好適である。

連続的に移動する複数個の光検出器５２からのアナログ
値の形態の多数の個々の電気測定値の伝送は機械的にも
電気的にも種々の問題を生ずる。

多数の部分標本について実行中の種々の化学試験に関す
る多くのホトメータからの精密データのスループットを
大きくする必要性は従来の技術では実際上満足させるこ
とはできない。

第５図の構成は効率が良く、融通性に富み、しかも簡単
且つ精密なデータ伝送を提供する。

第５図の左上部にはロータ５６上に装着されたホトメー
ク組立体の１単位（以下ホトメークモジュールと称す）
を示し、その光源５０からの光線は１個の試料支持部材
３２の壁を通過し、フィルタ６０を通過した後検出器５
２の感光表面に射突する。

検出器はシリコンダイオード、光電子増倍管、真空ホト
ダイオード、その他の光応答装置とすることができる。

ホトメータが静止試料支持部材３２を通過する走査時間
は数ミリ秒で、この時間は検出器５２に入射する光の所
要のアナログ測定を行ない。

吸光度の最終計算を行なうに充分である。

検出器５２は試料支持部材３２内の部分標本及び試料支
持部材の壁を透過した光量に応答し、その光量に比例し
た電気信号を発生する。

積分器８６を検出器５２に接続し、発生された信号を部
分標本の透過率に比例した出力電圧信号に変換する。

対数アナログ−デジタル変換器８８を積分器の出力端子
の接続し、その出力導線９０に部分標本の吸光度の関数
であるデジタル信号を発生させる。

図面を簡単とするため、８個のホトメークモジュール８
４内の１個のみを示し、他のモジュールに対してはホト
メータの出力導線９０のみを示した。

連続的に移動するホトメーク組立体５６の１瞬時位置お
いて８個の検出器５２がそれぞれ８個の異なる試料支持
部材３２内の試料を通過した光を受信するため、デジタ
ルマルチプレクサ９２を全てのホトメークり出力導線９
０に接続する。

マルチプレクサ９２はデータ側割ユニット９４により制
御導線９６を経て制御されて、各対数Ａ／Ｄ変換器８８
からのデータをデータ導線９８を経てデータ制御ユニッ
ト９４に各別に転送する。

斯るデータは２進ビツトの形で処理することができ、１
つの２進ワードで１つの試料支持部材３２からの吸光度
を表わすことができる。

各吸光度データとその部分標本又は試料支持部材の識別
ラベルとの相関はデータ制御ユニットで行なうことがで
きる。

斯る識別ラベルを付け、これをデータ制御ユニット９４
に供給する装置は図示してない。

データワードをデータ制御ユニット９４に転送し終ると
、データ制御ユニットは導線１００にリセット命令を発
生し、関連する対数Ａ／Ｄ変換器８８に供給してこの変
換器が関連するホトメークモジュール８４により走査さ
れる次の試料支持部材から次のアナログ信号を受信し得
るようにする。

名種分器８６は、そのＡ／Ｄ変換器がそのデジタルワー
ドをマルチプレクサに供給したときそのＡ／Ｄ変換器に
よりリセットされるようにする。

１０２はこののりセット命令のためのリセット導線で、
通常Ａ／Ｄ変換器がデータ制御ユニット９４によりセッ
トされる前にリセット命令を伝送する。

積分器８６において１つの試料支持部材３２の通過光線
に隣接の試料支持部材３２からの光線が含まれないよう
にするために、積分器８６を積分開始命令導線１０４に
より、ローフ駆動装置Ｔ２とのタイミング間係又は光路
５４に対する試料支持部材３２の位置又は検出器５２か
らの出力信号波形の形状のような種々の条件の１つに応
答してトリガし駆動し得るようにする。

データ制御ユニット９４の知識及びそのメモリの容量に
応じて、必要に応じデータの入出力処理方法を変えるこ
とができる。

例えば、簡単なデータ制御ユニットを用い、デジタルワ
ードをデータ制御ユニットに供給する場合にそのデジタ
ルワードを主制御ユニット２０に伝送し、ここで処理し
て読取ユニット２２に受信させることができる。

主制御ユニットはデータ及び相関記憶容量並びに前述し
た機能制御、指令及び命令情報を有するものとすること
ができる。

他方、データ制御ユニットが十分な記憶容量を有する場
合は、少くとも、ロータ５６の１又はそれ以上の回転中
に得られる９６０個のようなすべてのデータワードをこ
こに記憶することができる。

各光検出器５２が異なる波長で動作し、特定の試料支持
部材３２を当該試料支持部材内での特定の反応の測定に
最適な波長で動作する光検出器５２のみでモニターする
必要があるものとする場合にはホトメータロータ５６の
１サイクル即ち１回転中にマルナプレサ９２により受信
される９６０個のデータワードの内の１２０個のデータ
ワード（前述の例の場合）のみが主制御ユニット２０で
必要とされる。

どのデータワードをデータ処理に用いるべきかの決定は
特定の試料を特定の試験と関連させる入力情報により行
なう。

この場合主制御ユニット２０は特定の各試料支持部材を
特定の試料及び試験、従って特定のホトメータに指定し
、ロータ５６の各回転中に該試料支持部材から得られた
テークワードを識別し、ロータの順次の回転（好適例で
は１２０回転）の各回転により得られる同一試料支持部
材３２からのデータワードを互に関連させる。

データ制御ユニット９４と主制御ユニット２０との間の
所望の通信量、それらのメモリの容量、装置の動作速度
等（これらはコスト、スループット等に関連する）に応
じて、９万６千のデータワードを主制御ユニットに伝送
し必要な１万２千のデーターワードを選択するように設
計することができ、また、両制御ユニット２０及び９４
間を、データ制御ユニットから主制御ユニットへ１万２
千のテークワードのみを伝送するように連絡することが
できる。

上記の設計はデータ制御ユニットから主制御ユニットへ
のデータワードの伝送のタイミングに影響される。

各試料支持部材の走査間、即ちロータ５６が次の８個の
試料支持部材と整列する位置に移動するまでに有限の不
使用時間が存在し、また各回転の終了時、即ち試料支持
部材列が１ステップ段進する時にも有限の不使用時間が
存在し得る。

本装置は先に述べたように連続モードで動作し得るため
、バッチ動作モードと異なり、前の回転と次の回転を分
断することなく連続させることができる。

従って、データも連続モードで伝送し、若干時間後まで
記憶しないで処理ユニットに供給することができる。

データ発生部３４から制御コンソール１０へのデータの
この連続伝送はデータ制御ユニット９４によるよりは上
述したようにむしろもっばら主制御ユニット２０により
行なうことができる。

上述の不使用時間、即ち試料支持部材の走査間の時間又
は回転の終了時の段進時間に関連し本発明は何の制限も
受けてない。

試料支持部材走査量の暗電流を測定してホトメータのス
ケールをセットすることは容易に行ない得る。

読取データは制御ユニットで容易に識別し、所望の如く
処理し、プログラムすることができる。

連続動作モードはバッチ動作モードに比し種々の既知の
利点を有するが、バッチ処理の方が好適な場合がある。

本発明装置はバッチ処理に用いることもできる。

例えば試料支持部材用ターンテーブル７４上体を着脱自
在円板として、部分標本及び試薬が充填された試料支持
部材を有する同様の円板と交換し得るようにし、各交換
円板をバッチとすることができる。

バッチが数個の部分標本のみから成る場合、試料支持部
材用円板はセグメントに分け、円板の１セグメント（部
分）を準備した試料支持部材用セグメントと交換し得る
ようにすることができる。

同様に指定又は緊急的に必要とされる試験を装置に“挿
入”することができる。

斯る構造は７４で示すようなターンテーブルと、その上
面上にクランプ又はスナップ止めし得る試料支持部材凹
部付きプラスチック薄板（合成樹脂シートを真空モール
ドして形成することができる）で構成する。

本例装置の動作は、交換可能円板を試料の識別が得られ
るように適正に位置させると共に使用済円板を除去し新
しい円板と交換し得るように装置を始動及び停止させる
必要がある地対は上述の場合と相違はない。

常規動作モードでは斯かる円板又はターンテーブルは回
転させる必要はなく、その試料支持部材はロータ５６の
回転中に複数個のホトメータにより走査される。

装置を連続モード及びバッチモードに切り変え得るよう
にする場合は円板又はターンテーブルγ４を段進させる
のが有効である。

ターンテーブル７４上の試料支持部材用円板を交換可能
にすることは、緊急試験が必要とさむ、この試験を日常
の試験と一緒にならないようにする必要がある場合に有
利である。

段進をバッチモードの試料支持部材円板の交換可能性と
組合わせ用い、段進により種々のセットのフィルタを光
路中に挿入することもできる。

バッチモード装置においてロータが複数個のホトメータ
を具える場合、これらホトメータには各光検出器に対し
個々のランプ５０を用いることができ、又全ての光検出
器に対し１個の中心光源を用いることができる。

本発明の１つの変形例では試料支持部材を有する固定或
は段進ターンテーブルと、１個のホトメータを有するロ
ータを設け、ロータには更にホトメータからの光ビーム
をこれが試料支持部材を通過する前にさえぎるように垂
直に配置されたフィルタ輪を設ける。

本例ではロータを各試料支持部材の位置で瞬間的に停止
すると共にフィルタ輪を自動的に回転させて種々の波長
で数種の測定を行ないそれりの測定値を適当な１司期装
置により識別し、データ制御装置を介して記憶又は記録
装置の適正なアドレスに供給するよう構成する。

このようにすると、複数ホトメータの効果を１つのホト
メータで達成することができる。

ロータ５６の回転は一方向の移動に限定されない。

ロータ５６は一方向に回転させ、次いで反対方向に回転
させて振動させることもできる。

次に、第５図を参照して２形式のデータフローと制御に
ついて説明する。

第１の形式は制御ユニット２０と９４との間に２方向通
信を必要とし、第２の形式は一方向通信を必要とする。

後者の形式は前者の形式より簡単であるが、一層高度の
知識と一層大きな主制御ユニットによる記憶容量を必要
とする。

主制御ユニットとデータ制御ユニットとの間の２方向通
信は、１対の通信論理ユニット１０６及び１０８．１対
の送信素子１１０及び１１２及び１対の受信素子１１４
及び１１６を用いて達成することができる。

素子１０６，１１０及び１１４はデータ発生装置３４の
回転部内に収納する。

対応する素子１０８，１１２及び１１６は制御コンソー
ル１０内及び／又は装置３４の静止部内に配置する。

制御母線１１８及びデータ母線１２０によりデータ制御
ユニット９４を通信論理ユニット１０６と接続する。

同様に、制御及びデータ母線１２２及び１２４により主
制御ユニット２０を通信論理ユニット１０８と接続する
。

母線１１８及び１２２土の代表的な２方向制御情報は１
個以上のデータワードをユニット２０及び９４内のメモ
リの一方又は他方又は双方に書込むべきこと又はこれら
メモリの一方又は他方又は双方から１個以上のデータワ
ードを読取るべきこと及び関連する論理ユニット１０６
及び１０８が斯るデータを送信又は受信すべきことを表
わす。

上述の例では反応テーブル内のデータ制御ユニットと制
御コンソール内の主制御ユニットとの間に２方向通信路
が存在するため、制御及びテーク母線１１８〜１２４は
第５図に矢印で示すように２方向性である。

また、通信論理ユニット１０６及び１０８も２方向通信
機能を有する。

２方向データ母線１２０及び１２４は各データワードを
ビット並列で直列に搬送するが、受信素子１１４及び１
１６からの入力及び送信素子１１０及び１１２への出力
はビット直列とする。

送信装置及び受信装置の好適例は、第３及び第５図に示
すように、それぞれ発光素子及び光応答素子である。

第４図の例ではスリップリング装置１１０〜１１６を用
いるが、無線型のような他の形態の送信及び受信装置は
上述の好適例に限定されるものではない。

ホトダイオードによるような光通信は簡単であると共に
直列２進ビソトテータの処理に好適であり、このことは
当業者に周知である。

また、素子１１０〜１１６を近接配置することができる
ときは光発生及び受信通信は無線通信より妨害を受けに
くい。

第３図に示すように、送信素子１１０及び受信素子１１
４はスリーブ６４内に収納し、これと一緒に軸線５８と
近接して回転させることができる。

関連する素子１１６及び１１２は静止素子とし・、軸線
５８に近接配置すると共に制御コンソール１０内の論理
ユニット１０８に接続する。

このように軸線５８に近接配置すると、送信素子１１０
及び受信素子１１４が回転することにより２進ビツトデ
ータの送信に誤差が発生することはない。

他方、信号の有無ではなく信号の大きさが試験データ及
び制御命令を表わす場合は、送信素子と受信素子の相対
運動は送信誤差を発生し得る。

主制御ユニット２０内の記憶容量を経済的に使用するた
めには所望のデータワードのみをデータ制御ユニット９
４から伝送する必要がある。

これを達成するためには、データ入力装置１８からの入
力情報により主制御ユニットを駆動してデータが必要と
される部分標本又はそれらの試料支持部材のリストを設
定する。

新しい試料が試料ディスク３０に加えられたら、関連す
る入力情報を主制御ユニットに供給し、古い試料の試験
終了後にその所望リストを連続的に更新する。

マルチプレクサから各データワードをデータ制御ユニッ
ト９４により受信するとき、各データワードを所望のデ
ータリストと照合し、肯定比較されたデータワードのみ
を主制御ユニットに伝送する。

この通信では、データ制御ユニット、その論理ユニット
及びその母線１１８及び１２０をもってマルチプレクサ
からデータワードを受信しそのワードを識別し、論理ユ
ニット１０６及び１０８がその識別情報を主制御ユニッ
トに伝送するようにする必要がある。

１同様に、主制御ユニット、その論理ユニット及び母線
１２２及び１２４をもって識別データを受信し、比較応
答を発生し、そのデータワードをデータ制御ユニットに
より捨てさせるか主制御ユニットに伝送して記憶させる
ようにする必要がある。

データ通信の他の例では、全てのデータワードをデータ
制御ユニット９４から主制御ユニット２０に伝送し、主
制御ユニット自体によりどのデータワードを最終読取り
のために記憶するかを決定するようにする。

この通信は、データ母線１２０及び１２４は主制御ユニ
ットの方向にのみ伝送すればよく、通信論理ユニット１
０６は送信ユニットとしてのみ作動し、通信論理ユニッ
ト１０８は受信ユニットとしてのみ作動すればよく、素
子１１２及び１１４の送受信素子対は必要ないため簡単
に構成できる。

第３図の例と第４図の例の差異について説明する。

第１に、ホトメータ装置に関し、第４図の例の光源５０
は軸線５Ｂに位置し、東３図の例のようにホトメータロ
ータ５６の周縁に配置した複数個のランプではなく１個
のタングステンランプから成る。

第４図の光源５０はロータ５６と一緒に回転するように
ロータ５６に連結する。

第４図のホトメータロータ５６には複数個のレンズ含有
光学管１２６を取り付けて毛管の一端を光源５０に近接
配置し、他端を試料支持部材が通る環状通路に近接配置
すると共に検出器５２の特定の１個と整列させる。

検出器５２も第３図の例と略々同様にロータ５６上に取
り付ける。

各検出器に到達する光ビームにより走査される通路又は
パターンは第３図の例と実際上同一になる。

単光源５０を用いる１つの利点は、これにより発生され
る熱の消散が容易であり、従って試料支持部材３２の温
度調整が容易となることである。

第３図の例では個々のランプを試料支持部材通路を構成
する環状通路に近接配置するため、これらランプの熱が
試料支持部材内の材料に輻射又は伝達される。

ＩＩＪ２すべき反応の多くは温度変化を許容し得ない。

実際のところ、多くの場合試料支持部材の走査中試料支
持部材を定温に保つ装置を設ける必要があるが、第４図
の装置は熱源がないため斯る定温構成を容易に達威し得
ると共に一層有効なものとすることができる。

第４図に示すような単光源の他の利点は、複数個のラン
プを使用する場合のように複数個の測定光ビームの強度
、色、及び波長が相違することなく同一にすることがで
きることである。

単光源ランプ５０の変化は全ての測定値に等しく及ぼさ
れるため、相対的測定を行なう場合にはその影響は無祝
できる。

ランプ５０は、試料支持部材を冷却しないようにしたラ
ンプ５０の周囲を循環する空気で極めて容易に冷却する
ことができる。

また、単光源５０のための電源が簡単且つ経済的になる
。

第３及び第４図に示すように、光路５４を通るビームは
試料支持部材３２を通過し、次いでフィルタ６０（光検
出器５２内に組込まれていない場合は光検出器に近接配
置されるのが普通）を通過した後、光検出器５２に入射
する。

第４図の構造では、光ビームを極めて細いエンピッの芯
状に集束して試料支持部材の下部を通過するようにし得
るが、更に、集束管内また外にビームスプリッタを配置
して試料支持部材の異なるレベルを平行に通過する２個
のビームを発生させて試料の異なる層を検査するように
することもできる。

斯る構成を第４ａ図に示す。

第４ａ図において、第４図と対応する素子は第４図と同
一の符号にダッシュを付して示す。

ロータ５６′は集束管１２６′を有し、これにより光源
５０（第４ａ図には図示せず）からのビーム５４′を管
１２６′の全面に４５°の角度で配置した半銀メッキミ
ラー又はグイクロイックミラー１５０に向ける。

ビームの１部はミラー１５０を通過し、底部ビーム５４
′ｂとなり、残りの部分は９００上方に反射され、次い
で４５°角のミラー１５２により反射されて上部ビーム
５４′ｕとなる。

これらのビームはターンテーブル７４′に保持された試
料支持部材３２′内の液体１５４の異なるレベルを通過
する。

試料支持部材３２′はその配列通路内を移動すると共に
ロータ５６に設けられた条溝１５６内を移動するよう配
置する。

２個の光検出器５２′及び５２“をそれぞれミラー１５
０及び１５２と整列させてロータ５６の適当な空洞内に
取り付け、それらの感応表面がそれぞれビーム５４′ｂ
及び５４′ｕを受信するようにする。

各検出器にそれぞれフィルタ６０′及び６０“を設ける
。

開口１５８及び１６０はそれぞれのビームを光検出器５
２′及び５２“にそれぞれ通す。

以上から明らかなように、集束管１２６′から出るビー
ム５４′は液体１５４の下層部を通過する部分と液体１
５４の上層部を通過する部分に分割される。

光検出器５２′及び５２“は互に独立で、仇それ異なる
信号を発生し、これら信号は適当な接続線を経てデータ
処理装置に伝送して試料支持部材３２′内で進行中の反
応に関する追加の情報を発生させることができる。

第４図には試料支持部材用ターンテーブル７４の駆動装
置を示しである（第３図には図面のスペースの関係で示
していない）。

モータ１２８はピニオン歯車１３２によりターンテーブ
ルγ４の周面の対応する歯車１３４に結合された駆動軸
１３０を有する。

試料支持部材の移動を段進する必要がある場合はモータ
１２８をステップモータにすることができ、またリンク
機構、クラッチ機構等を設けて連続駆動モータから適当
な段進運動を得ることができる。

先に簡単に説明したように、スリップリング機構１１０
〜１１６により装置の送受信を行ない、データ発生部３
４及び主制御ユニット２０に対するデータ、その他の情
報を送受することができる。

以上から、移動するホトメーク装置を有する本発明装置
が特に連続モードにおいてどのように動作し、データ発
生部３４からの吸光度に関する測定値のデジタル値を主
制御ユニット２０にどのように位置させるかを理解する
必要がある。

反応を長期間に亘り繰返しモニターし、反応速度データ
と反応終点データを得ることができる。

この生データを主制御ユニットに入れると同時にこの生
データを各試験と関連させ、読取ユニット２２に如何な
るデータの減少、変換或は分析の必要なしに供給するこ
とができる。

好適な動作モードでは主制御ユニットはデータを各試験
に関連させ、数学的に反応速度及び／又は終点を決定し
、その情報を所望の集信ユニット内で化学的値の読みに
変換し、斯る後にその結果を読取ユニットに供給する能
力を有するものとする。

以上本発明化学反応モニター装置の構成及び動作の種々
の例について説明したが、他にも種々の変更を加えるこ
とができる。

例えば、好適例ではホトメータロータを連続的に移動さ
せたが、これを段進させることもできる。

また、ホトメータ装置はその支持体の重量分布を均等に
するためにその支持体の周縁に一定の間隔を置いて配置
したが、特にその移動通路を円形としない場合にはホト
メータ装置を可変間隔で装着することができる。

交換可能な試料支持部材を用いるのが好適である場合も
ある。

この場合には、クリーニングステーション４８は、使用
済試料支持部材を除去し清浄な試料支持部材をターンテ
ーブルγ４内に挿入する装置と置き換える。

少く共斯る場合には、試料支持部材を開通路に沿って移
動させる必要はない。

試薬は液体とする必要はなく、乾燥した試薬を供給する
こともできる。

試薬が予め添加された試料支持部材を随意に使用できる
ようにし、次いて、これら試料支持部材に部分標本及び
希釈剤を添加するだけでよいようにすることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一例の全体を示す斜視図、第２図
はホトメータ装置の一例を示す試料支持部材用ターンテ
ーブル及びホトメータロータの１部の斜視図、第３図は
本発明装置のデータ発生部の一例の部分断面図、第４図
は本発明装置のデータ発生部の他の例の部分断面図、第
４ａ図は第４図の例の変形例の部分断面図、第５図は本
発明装置のデジタル光吸収データ発生、伝送部の一例の
ブロック回路図である。 １０・・・・・・制御コンソール、１２・・・・・・化
学処理部、１４・・・・・・キーボード、１６・・・・
・・データカード受信機、１８・・・・・・データ入力
装置、２０・・・・・・主制御ユニット、２２・・・・
・・読取ユニット、２４・・・・・・可視表示装置、２
６・・・・・・テープ、２８・・・・・・試料ホルダ、
３０・・・・・・試料ディスク、３２．３２’・・・・
・・試料支持部材、３４・・・・・・データ発生部、３
６・・・・・・部分標本及び希釈剤分配機構、３８・・
・・・・試薬供給部、４０・・・・・・試薬コンテナ、
４２・・・・・・試薬ディスク、４４゜４６・・・・・
・試薬分配器、４８・・・・・・クリーニングステーシ
ョン、５０・・・・・・光源、５２．５２’、５２“・
・・・・・光検出器、５４，５４’・・・・・・光路、
５６，５６’・・・・・・ロータ、５８・・・・・・軸
、６０−−−−−−フィルタ、６２・・・・・・制御母
線、６４・・・・・・スリーブ、６６・・・・・・ベア
リング、６８，７０・・・・・・外匣台部材、７２・・
・・・・駆動装置、７４，７４’・・・・・・ターンテ
ーブル、１６・・・・・・カラー １８・・・・・・ベ
アリング、８０．８２・・・・・・回路素子、８４・・
・・・・ホトメークモジュール、８６・・・・・・積分
器、８８・・・・・・対数Ａ／Ｄ変換器、９２・・・・
・・デジタルマルチプレクサ、９４・・・・・・データ
制御ユニット、１０６，１０８・・・・・・通信論理回
路、１１０，１１６，１１４，１１２・・・・・・結合
装置、１２８〜１３４・・・・・・駆動装置、１５０・
・・・・・ビームスプリッタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 化学的状態をモニターすべき液体等の試料を保持す
   るようにした複数個の試料支持部材の全てを横切り通過
   するようにした輻射エネルギービーム路と各別の試料支
   持部材内に生ずる化学的状態に関連する各別の電気信号
   を発生する検出器を具えるホトメータ装置と、該電気信
   号に応答してデータを発生する装置と、前記試料支持部
   材及びホトメータ装置を相対的に且つ基準位置に対し移
   動させる手段とを用い、複数個の試料支持部材内の化学
   的反応をモニターするに当り、前記ホトメータ装置を、
   そのビーム通路が第１繰返しパターンをたどるように移
   動させると共に前記試料支持部材をこれらが第２繰返し
   パターンをたどるように移動させ、第１繰返しパターン
   と第２繰返しパターンとの間には両パターンが互いに一
   致する部分があるような特定の幾伺学的関係を設定し、
   前記ホトメータ装置が前記一致部分を経て移動するとき
   前記一致部分に位置する試料支持部材を走査し、ホトメ
   ータ検出器から関連するアナログ電気信号を発生させ、
   ホトメータ装置の前記一致部分に対する移動速度は試料
   支持部材の前記一致部分に対する移動速度より高くして
   前記一致部分を通る各試料支持部材がビーム通路により
   少なくとも１回走査されるようにし、前記アナログ信号
   をデジタル信号に変換すると共に前記移動する検出器か
   らの該デジタル信号を前記データ発生装置に結合するよ
   うにしたことを特徴とする化学反応モニタ一方法。 ２ 前記ホトメータ装置を軸を中心に移動させ、前記第
   １及び第２移動パターンをホトメータ装置の移動中にお
   ける前記ビーム通路の長さ方向に沿った各試料支持部材
   の位置が略々１同一となるようにすると共に、ビーム通
   路を前記軸の半径方向に向けたことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の化学反応モニタ一方法。 ３ 前記ホトメータ装置は連続的に移動させ、複数個の
   試料支持部材は段進させることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項又は第２項記載の化学反応モニタ一方法。 ４ 前記アナログ電気信号を用いて各試料支持部材内の
   中味のビーム透過率に比例したデジタル出力を発生させ
   、移動するホトメータ装置からこのデジタル出力を送信
   装置により送信し、この送信装置はホトメータ装置と一
   緒に移動させ、その送信デジタル出力を固定受信装置に
   供給することを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第
   ３項のいずれかに記載の化学反応モニタ一方法。 ５ 清浄な試料支持部材を順次に供給し、これら試料支
   持部材に複数個の試料及び試薬源から部分標本及び試薬
   を順次に供給して複数個の試料支持部材内の化学反応の
   モニターを連続動作モードで行ない得るようにしたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第４項のいずれ
   かに記載の化学反応モニタ一方法。 ６ 試料、部分標本及び試薬の識別及び使用に関する入
   力情報を受信し、これらを制御し、相関させ、その結果
   を出力するようにしたことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項乃至第５項のいずれかに記載の化学反応モニタ一
   方法。 １ 前記輻射エネルギービーム路を２部分に分割し、画
   部分を試料支持部材の異なる層に通過するように向け、
   両ビーム部分の各々から関連するアナログ信号を発生さ
   せるようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   乃至第６項のいずれかに記載の化学反応モニタ一方法。 ８ 複数個の輻射エネルギービーム通路を形成し、各ビ
   ーム通路は前記試料支持部材を通過させ、各ビーム通路
   から各試料支持部材に対する各別のアナログ信号を発生
   するようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   乃至第７項のいずれたに記載の化学反応モニタ一方法。 ９ 前記ビーム通路の少くとも２個から受信した輻射エ
   ネルギーの異なる波長に応答したアナログ信号を発生さ
   せるようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第８項
   記載の化学反応モニタ一方法。 １０輻射エネルギーを少くともある程度透過し得る壁か
   ら成る複数個の各試料支持部材内に保持された複数個の
   液体等の試料に生ずる化学的反応をモニターする装置に
   おいて、支持装置６８．γ０と、該支持装置の軸上に回
   転自在に装着されたロータ５６と、前記支持装置に対し
   回転自在にロータと同軸配置されたターンテーブルγ４
   と、該ターンテーブルに、前記軸と１司軸的に環状に配
   列された複数個の輻射エネルギー透過性試料支持部材３
   ２と、前記ターンテーブルをその軸を中心に第１回転プ
   ログラムに従って回転させてターンチーフルの回転中試
   料支持部材を環状通路に沿い走行させる第１駆動装置１
   ２８，１３０，１３２゜１３４と、前記ロータを前記軸
   を中心に第２回転プログラムに従って、所定期間中のロ
   ータの回転数が同一期間中のターンテーブルの回転数よ
   り高くなるように回転させる第２駆動装置６４．７２と
   ：前記ロータに装着され、各々少くとも前記標状通路を
   貫通して該通路を走行する前記複数個の試料支持部材の
   うち任意の試料支持部材内における試料の少くとも１部
   を横切る複数個の輻射エネルギービーム通路５４と、試
   料支持部材がこれらビーム通路を横切るとき各ビーム通
   路に沿って透過された任意の輻射エネルギーに応答して
   、該試料支持部材内に含まれる試料の化学的状態に関連
   する電気信号を発生する装置５２とを具えるホトメータ
   装置８４と、前記ロータに支持された前記電気信号を処
   理する装置８８と、該処理された信号から有用なデータ
   を発生する装置２０と、前記ホトメータ装置からの前記
   処理された電気信号の略々全部を該データ発生装置に結
   合する装置１１０〜１１６とを設けたことを特徴とする
   化学反応モニター装置。 １１ 前記ターンテーブルの回転及び前記ロータの回
   転を単方向にすると共に同一方向にしたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１０項記載の化学反応モニター装置
   。 １２前記ターンテーブルの回転を単方向にし、前記ロー
   タの回転を種々の期間で多方向にしたことを特徴とする
   特許請求の範囲第１０項記載の化学反応モニター装置。 １３前記ビ一ム通路を前記軸に対し放射状に配置して、
   前記試料支持部材が通る環状通路を常に横切るようにし
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１０項乃至第１２
   項のいずれかに記載の化学反応モニター装置。 １４前記第１駆動装置により前記ターンテーブルをステ
   ップ状に回転させて、各試料支持部材が前記支持装置の
   固定点に対し移動する移動期間と停止する停止期間とを
   発生させるようにしたことを特徴とする特許請求の範囲
   第１０項乃至第１３項のいずれかに記載の化学反応モニ
   ター装置。 １５前記停止期間を前記移動期間より相当長くし、その
   停止期間中に前記ホトメータ装置の動作を可能にし、前
   記移動期間中前記ホトメータの動作を不能にする装置を
   設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１４項記載の
   化学反応モニター装置。 １６前記ホトメータ装置を輻射エネルギー源５０と少く
   とも１個の輻射エネルギー検出器５２で構威し、前記ビ
   ーム通路は前記輻射エネルギー源から前記検出器へ直線
   に延在させたことを特徴とする特許請求の範囲第１０項
   乃至第１５項のいずれかに記載の化学反応モニター装置
   。 １１２個の輻射エネルギー検出器５２’、５２“を設け
   ると共に、前記ビーム通路を２部分に分割し、画部分を
   それぞれ試料支持部材の異なる層に通るように指向させ
   る装置１５０，１５２を設けたことを特徴とする特許請
   求の範囲第１６項記載の化学反応モニター装置。 １８前記ホトメータ装置は、輻射エネルギー源と少くと
   も２個の互に離間した輻射エネルギー検出器とを２個の
   半径方向ビーム通路が発生するように配置して、これら
   ビーム通路が間隔を置いて配列された試料支持部材を走
   査するように構成し、前記輻射エネルギー検出器はそれ
   ぞれ異なる波長の入射輻射エネルギーに応答するように
   構成したことを特徴とする特許請求の範囲第１０項乃至
   第１５項のいずれかに記載の化学反応モニター装置。 １９前記輻射エネルギー源を前記軸に配置した単一の輻
   射エネルギー源としたことを特徴とする特許請求の範囲
   第１６項又は第１８項記載の化学反応モニター装置。 ２０前記輻射エネルギー源を複数の輻射エネルギー源と
   し、各源を各別の検出器と整列させてそれらの間にビー
   ム通路を形成したことを特徴とする特許請求の範囲第１
   ８項記載の化学反応モニター装置。 ２１ 輻射エネルギー検出器の数を２個以上とし、これ
   ら検出器と前記単一輻射エネルギー源との間に前記ロー
   タの軸に対し間隔を置いて放射状に配列されたビーム通
   路を形成したことを特徴とする特許請求の範囲第１９項
   記載の化学反応モニター装置。 ２２輻射エネルギー検出器の数を２個以上とし、これら
   検出器と前記複数個の輻射エネルギー源との間に前記ロ
   ータの輪に対し間隔を置いて放射状に配列されたビーム
   通路を形成したことを特徴とする特許請求の範囲第２０
   項記載の化学反応モニター装置。 ２３少くとも１個の供給ステーション３６と、少くとも
   １個の抜き取りステーション４８を前記支持装置上に設
   け、前記ターンテーブルが前記供給ステーションを通過
   する際順次の停止期間中に試料を試料支持部材内に順次
   に供給すると共に、前記ターンテーブルが前記抜き取り
   ステーションを通過する際順次の停止期間中に前記試料
   支持部材から前記試料を順次に抜き取るようにしたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１０項乃至第２２項のい
   ずれかに記載の化学反応モニター装置。 ２４前記ホトメーク装置を前記ロータの周縁に間隔を置
   いて配列された複数個のホトメータで構威し、各ホトメ
   ータは前記ロータの軸に対し、放射状に配置された輻射
   エネルギービーム通路を形成する構造を有し、全てのビ
   ーム通路は前記環状通路を貫通し、前記ロータが回転す
   る試料支持部材が全てのビーム通路を横切るようにし、
   各ホトメータには前記輻射エネルギービームが試料支持
   部材を通過したときその輻射エネルギービームに応答し
   て電気信号を発生する独立の装置を設け、更に、前記デ
   ータ発生装置を全てのビーム通路に関して試料の輻射エ
   ネルギー吸収率に関するデータを発生するように構成す
   ると共に前記電気信号の全てを前記データ発生装置に結
   合するよう前記結合装置を構成したことを特徴とする特
   許請求の範囲第１０項乃至第２３項のいずれかに記載の
   化学反応モニター装置。 ２５前記ターンテーブルを前記ロータの上方に近接して
   前記軸に取り付け、前記ターンテーブルを前記第１駆動
   装置により前記第２駆動装置による前記ロータの回転と
   無関係に回転し得るようにしたことを特徴とする特許請
   求の範囲第１０項乃至第２３項のいずれかに記載の化学
   反応モニター装置。 ２６前記各ホトメータの電気信号を処理する装置にはア
   ナログデジタル変換器８８を設け、前記データ発生装置
   は前記ロータに取り付けられた次の素子、即ち前記変換
   器の各々の出力端子に接続された入力端子を有するデジ
   タルマルチプレクサ９２と、輻射エネルギーの吸収率に
   関するデジタルデータをビット直列で発生する装置９４
   と、データビット送信装置１０６の直列接続を設けると
   共に、該データ発生装置には、更に、前記支持装置に組
   織的に堆り付けられた次の素子、即ちデータビット受信
   装置１Ｂと、ビット直列−ビット並列論理通信装置１０
   ８と、主制御ユニット２０の直列接続を設けたことを特
   徴とする特許請求の範囲第２４項記載の化学反応モニタ
   ー装置。 ２１前記第１駆動装置により前記ターンテーブルをステ
   ップ状に回転させて、各試料支持部材が前記支持装置の
   基準点に対し移動する移動期間と停止する停止期間を設
   けたことを特徴とする特許請求の範囲第２４項乃至第２
   ６項のいずれかに記載の化学反応モニター装置。 ２８少くとも２個のホトメータを異なる波長の入射輻射
   エネルギーに応答するように構成したことを特徴とする
   特許請求の範囲第２４項乃至第２Ｔ項のいずれかに記載
   の化学反応モニター装置。 ２９前記デ一タ発生装置には少くとも１個の計算装置を
   もうけ、前記結合装置には前記支持装置に支持され、前
   記計算装置とホトメータとの間に固定通信リンクを構成
   する受信機構１１２，１１６と、前記ロータに支持され
   、前記計算装置とホトメータとの間に回転する通信リン
   クを構成する送信機構１１０，１１４とを設けたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１０項乃至第２８項のいず
   れかに記載の化学反応モニター装置。 ３０前記電気信号を処理する装置には前記電気信号をア
   ナログ信号からデジタル信号に変換する装置を設けたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１０項乃至第２９項の
   いずれかに記載の化学反応モニター装置。 ３１ 複数個の試料支持部材によりそれぞれ保持され
   た複数の液体等の試料に発生する化学反応をモニターす
   る装置において、支持構造６８．γ０と、該支持構造上
   に第１平面に配置して取り付けられ、該第１平面に直角
   な中心軸線の周りに環状に配列された複数個の試料支持
   部材３２を有する試料支持部材用支持体γ４と、該試料
   支持部材用支持体と平行に配置され、前記軸線上に回転
   自在に取り付けたロータ５６と、該ロータに固定された
   ホトメータ８４とを具え、該ホトメータには輻射エネル
   ギー源５０と、該輻射エネルギー源と整列しこれから発
   せられる輻射エネルギーのビームを受信する光応答素子
   ５２とを設け、該輻射エネルギー源と光応答素子は前記
   ビームがロータの半径方向となるように配置すると共に
   、該輻射エネルギー源又は光応答素子の一方を前記試料
   支持部材の環状列の内側に、他方を該環状列の外側に配
   置し、前記ロータの回転より前記ビームが円板状の軌跡
   を描くようにし、前記試料支持部材の環状列と該ビーム
   の軌跡との垂直位置関係により該ビームの円板状軌跡が
   試料支持部材と成るレベルで交差してこれを走査し、該
   ビームが試料支持部材により保持されている試料を横切
   るようにし、前記ロータを回転駆動させて、ロータを前
   記試料支持部材列に対し１回転以上回転させる場合には
   ロータの各回転中に前記ビームが全ての試料支持部材に
   順次中くとも１回走査させるようにし、又ロータの回転
   を前記試料支持部材列に対し１回転以下とする場合には
   その分より少ない回数だけ前記ビームが全ての試料支持
   部材を順次走査するようにした駆動装置６４．γ２を設
   け、前記光応答素子を、前記試料支持部材又所要に応じ
   これに保持された試料により生ずる光効果に関連したア
   ナログ信号が発生するよう前記ビームに応答させ、前記
   光効果からデータを発生するためのデータ発生装置を設
   け、該装置を前記支持構造に関連させて回転しないよう
   にすると共にデジタル情報に応答させるようにし、前記
   ロータに支持され、前記光応答素子に接続して該素子に
   より発生されたアナログ信号をデジタル情報に変換する
   アナログデジタル変換器８８を設け、前記支持構造によ
   り支持された固定部及び前記ロータに固定された回転部
   を具える結合装置１１０〜１１６を設け、該回転部を前
   記アナログデジタル変換器に接続してその出力を受信す
   るようにし、前記固定部をデータ発生装置２０に接続し
   たことを特徴とする化学反応モニター装置。 ３２前記結合装置は前記軸に設けたスリップリング装置
   としたことを特徴とする特許請求の範囲第３１項記載の
   化学反応モニター装置。 お前記試料支持部材用支持体も前記軸に回転自在に装着
   し、該試料支持部材用支持体を前記ロータより低速度で
   回転させる駆動装置１２８、１３０ 。 １３２．１３４を設けたことを特徴とする特許請求の範
   囲第３１項又は第３２項記載の化学反応モニター装置。 ３４複数個のホトメータの各々に前記輻射エネルギー源
   と整列した独立の光応答素子を設けて各ホトメータに対
   し個々のビーム通路を形成したことを特徴とする特許請
   求の範囲第３１項乃至第３３項のいずれかに記載の化学
   反応モニター装置。 ３５複数個のホトメータの各々に独立の輻射エネルギー
   源と整夕１ルた独立の光応答素子を設けて各ホトメータ
   に対し個々のビーム通路を形成したことを特徴とする特
   許請求の範囲第３１項乃至第３３項のいずれかに記載の
   化学反応モニター装置。 ３６前記ホトメータの前記光応答素子の少くとも２個は
   異なる波長の入射輻射エネルギーに応答するようにした
   ことを特徴とする特許請求の範囲第３４項又は第３５項
   記載の化学反応モニター装置。 ３７各試料支持部材をキュヴエットで構威し、その少く
   とも１個の壁を輻射エネルギーが透過可能なものとし、
   前記キュヴエットは液状試料を保持し得るようにし、各
   輻射エネルギービームを前記壁及び所要に応じ前記キュ
   ヴエット内の液状試料の一部に通過させて関連する光感
   応素子に向かわせるよう配置した特許請求の範囲第３１
   項記載の化学反応モニター装置。 ３８前記第１平面が水平で、前記軸線が沿直である特許
   請求の範囲第３１項記載の化学反応モニター装置。 ３９前記各キユヴエツトの前記１個の壁と対向する第２
   の壁も輻射エネルギーを透過可能とし、各ビームに関連
   する前記光応答素子を、前記各第２の壁から順次放射さ
   れる輻射エネルギーが受信され得るよう配置した特許請
   求の範囲第３１項記載の化学反応モニター装置。 ４０前記試料支持部材用支持体を前記支持構造上に回転
   不能に取付けた特許請求の範囲第３１項又は第３２項記
   載の化学反応モニター装置。