JPS59206748A - 遠心分析装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

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

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

−ノ役に、このような分析装置は、離間したイ）Ｈ長い
、半径方向に延在するセルの円周方向配列を有するとこ
ろの多セルロータアセンブリを利用し、各セルは、血液
又は生理液体の試料である第一の反応物質を最初に保持
するための内室と、１つ又はそれ以上の異なる反応物質
を最初に保持するための外室とを有する。ランプ（ｒａ
−ｍｐ）のような分割構造体が２つの室を分離し、反応
ｖｙＪ質は遠心力によってセルの外端の所にある分析領
域へ移転され、混合と反応を行ない、次いで測光または
他の分析技術によって反応の分析を行なう。

そのような分析装置は、例えばＡｎｄｅｒｓｏｎの米国
特許第３，５５５，２８４号に開示されているような、
再使用形のロータ、又はＴｉｆｆａｎｙらの米国特許第
４，２２６，５３１号に開示されているような、使い捨
て形ロータを使用する。ＴｉｆｆｇＨｙ特許に開示され
たロータのセルは、自動化装填装置で連続的に装填され
、典型的には小量の試料（２〜２０マイクロリツトル）
が内意に装填されかつ２００マイクロリツトルまでの量
の試薬が外室に装填される。

装填セルロータは次いで分析装置へ移転され、測光、光
散乱および／または叶い光のような方法で分析が行なわ
れる。典型的な分析シーケンスにおいては、ロータアセ
ンブリは最初に１１００ｒｐで回転させられ、次いで約
１秒で約４．００　Ｏｒｐｍに加速され、内室から反応
物質を外室へ移転して試料と試薬を混合し、次いでブレ
ーキをかけられ、次いで約１．００　Ｏｒｐｍの速度に
上げられて分析を行ｊ’！　５　、　Ａｎｄｃｒｓｏｎ
％許にＵＦｉ示された分析装置においては、単一光源と
単一光検出器とが整合させられ、セルのそれぞれの分析
領域が整合した光源と光検出器との間を通り、これによ
りロータのそれぞれのセル中の反応混合物の単一の特定
成分を決定する。従来の遠心分析装置では、試料の異な
るパラメータに関する測光分析は分析時間の延長および
完全に異なる機械の再始動又は使用を必要とする。

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

駆動装置がロータ支持体を回転させてセルを遠心力にか
げ、セルのそれぞれの分析領域中の反応生成物を分析の
ために配置し、ロータ支持体が回転させられるとき全分
析領域が固定円形通路に沿って移動させられる。複数の
固定分析チャンネルが支持体の周辺のまわりの固定円形
通路に沿って配置され、各分析チャンネルは、分析領域
が通路に移動させられるとき、分析領域中へ放射線を指
向させる手段と、ロータのセルの分析領域から放出され
た放射線を受けかつ放出放射線の関数として出力信号を
発生するために、放射線指向手段と整合した放射線セン
ナとを含む。複数の放射；１泉センザに結合されたプロ
セッサ装置が、ロータのセルが遠心力をかげられている
間複数の放射線センサで発生された出力信号を同時に受
け、かつ受けた出力信号に応答してロータセル中の反応
混合物に関する分析データを与える。

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

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

本発明は、ロータ中のセルの数によってのみ制限される
、異なる数のパラメータの分析を要求するところの任意
数の分離試料に関する分析を実行することができる分析
装置を提供するものである。この分析装置は１人又はそ
れ以上の患者に関する１つ又はそれ以上の診断プロフィ
ールを与えることができる。さらに、この分析装置はま
た二色又は多色分析を行なうことも可能である。

本発明の他の特徴及び利点は図面と関連する特定実施態
様の以下の説明から明らかになる。

遠心分析装置１０は分析光度計型のものであり、固定ベ
ース１１を含み、これにモータＭが固着されている。モ
ータＭは部材１７を介して分析ロータ１６の支持体１５
を駆動し、部材１７は支持体１５とモータＭのシャフト
とを連結している。

６つの光フアイバチャンネル３０〜３５が適当なシール
を介してベース１１と一体である部材１２に結合されて
いる。

光ファイ／（３ｇ〜あへ放射線を伝達するために光源り
がミラーＳと無熱フィルタＧとの間に配置されている。

分析ロータ１６は、従来技術で周知のものであり、半径
方向に並んで配置された、４０個以上のセル１８を組込
んでいる。各セル１８と対応スる上部穴四、ｎは、これ
らのセルのおのおのに液体を、典型的には分離試料と特
定波長に関して最適化された必要化学試薬とを導入する
役目を持つ。

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

支持体１５０周辺にありかつロータ１６のセルの数と同
数の穴（第４図で４０〜４５）がそれらのセルの分析領
域と整合させられている。

支持体１５が回転すると、それらの穴は１つずつ、分析
チャンネル光ファイバ（第４図の３０〜３５）の１つと
又は光源りから光ビームの伝達のために設けられた他の
同等手段と合致する。光ファイバ加〜あの端と固定整合
しているものに、固定アーム突起１３上に支持された一
連のｄつの異なる干渉フィルタ５０〜５５と、ベース１
１の固定７ランジ突起１４上に支持された６つの光検出
器６０〜６５とがある。いくつかの光ビームが、図示の
ように、光ファイバ（資）〜あによって、セル１８中に
収容された各種化学溶液を１つずつ通し、次いで支持テ
ーブル１５の穴（すなわち４０〜４５）及び干渉フィル
タ！５０〜５５を通して伝達され、これにより対応光検
出器６０〜６５に達し、光検出器はセル１８の分析領域
の透明窓と整合しており、各党ファイバー光検出器チャ
ンネルは、そのチャンネルの干渉フィルタで決定される
特定波長において、セル１８に収容された分離試料の吸
光度を決定することができる。光検出器６ｏで発生され
た電気信号はプロセッサ■へ送られる。

光エンコーダＥは各セル１８のＭｅ　、ＥＲり位置の電
気同期１Δ号をプロセッサＶへ供給する。

シタ力って、分析装置１０の６つのチャンネルがロータ
１６の４０個のセル１８に収容された化学溶液を６つの
異なるパラメータに関して同時に分析するとき、本発明
に係る光度計１０はそれ自身の特定工業分野において大
きな＠進を表わすものである。

第１．３図において、部材２１，２３はロータ１６の支
持体Ｊ５と共に固定され、これらの部材は中央四部２５
（第３図）中及びその下方の四部中に正確に配置され、
前記各凹部はロータ１６に組込まれ、ロータ１６がその
支持体１５と共に駆動されるようになっている。セクタ
１３及びセクタ１４は干渉フィルタ印〜弱及び光検出器
６０〜６５をそれぞれ支持している。第２図において数
字２１１　はロータ１６及び支持体１５０所定配向を与
える表面を示す。

分析シーケンスにおいて、ロータ１６は予備運転中、・
バ動モータＭによって約４００　Ｏｒｐｍに加速され、
内室に収容された反応物質をランプ表面に沿って上方に
かつフランブクレストを横切って外方に流して外室に入
ｎる。ロータは次いでブレーキをかけられてロータ１６
を惣、速に減速し、これにより反応物質の混合をさらに
高め、次いで連続する光度測定が光ファイバ蜀〜関と光
検出器６０〜６５との間のそれぞれの光軸に沿って行な
われ、その間ロータ１６は約１ｏｏｏ　ｒｐｍ　の速度
で回転している。分析操作中、遠心力が各外室内の反応
物質の全部を半径方向外方に駆動して分析領域を充填す
る。

前述１〜たよりに、多重点において光ビームを同時に伝
達するための適当な手段は光ファイバに限定されるわけ
ではなく、ミラー又はプリズム又は他の同等手段であっ
てもよい。もちろん、それらの数ならびに干渉フィルタ
及び光検出器の数は多少変えることができ、同様にロー
タに設けられるセルの数及びそれらの断面形状ならびに
前記セルに分離試料及び試薬を添ガ目する窓の断面形状
を変えることができる。

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

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る多セルロータアセンブリの平面図
である。 第２図は第１図のロータアセンブリの側面図である。 第３図は第１図のロータアセンブリの底面図である。 第４図は第１図のロータアセンブリ中のセルの詳細を示
す断面斜視図である。 ｌＯ・・・遠心分析装置 １１・・・ベース Ｍ・−・モータ １５・・・支持体 １６・・・ロータ １８・・・セル ３０〜３５・・・光ファイバ Ｌ・・・光源 Ｇ・・・無熱フィルタ ４０〜４５・・・穴 ５０〜５５・・・干渉フィルタ ω〜団−・・光検出器 Ｖ・・・プロセッサ Ｅ・・・光エンコーダ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　多セルロータを受ける支持体を具備し、前記多セル
   ロータはセルの円周方向配夕Ｉを画定しており、 各前記セルは、第一の成分を受入れるための第一の宰領
   域および前記第一の成分を前記第一の宰領域に導入する
   ための装填口を画定する構造体と、第二の成分を受入れ
   るための第二の宰領域および前記第二の成分を前記第二
   の宰領域に導入するための第二の装填口を画定する構造
   体と、前記第一およびルニの室領域間の分割構造体と、
   前記第一の成分が前記第二の成分と反応生成物を形成す
   るために流通するところの移転通路構造体と、前記反応
   生成物が分析にかけられるところの前記セルの半径方向
   外側壁に隣接する分析領域を画定する構造体とを含んで
   おり、 前記ロータの分析領域は、前記ロータが前記支持体上に
   あるとき、前記支持体の周辺のまわりに円周方向に配置
   されており、 前記セルを遠心力にかけて前記第一の成分を前記移転通
   路を通して移転しかつ前記第二の成分とそれぞれの反応
   生成物を形成し、かつ前記セルのそれぞれの分析領域中
   の前記それぞれの反応生成物を分析のために配置するた
   めに、前記ロータ支持体を回転駆動する手段を具備し、
   前記駆動手段が前記ロータ支持体を駆動して前記ロータ
   を回転させるとき、前記分析領域の全部が固定円形通路
   に沿って移動させられるようになっており、 前記支持体の周辺のまわりの前記固定円形通路に沿って
   配置された複数の固定分析チャンネルを具備し、各前記
   分析チャンネルは、分析領域が前記通路に沿って移動さ
   せられるとき前記分析領域中へ放射線を指向させる手段
   と、ロータのセルの分析領域から放出された放射線を受
   けかつ前記放出放射線の関数として出力信号を発生する
   ために前記放射線指向手段と整合した放射線センサとを
   含んでおり、 前記複数の放射−センサに結合されたプロセッサ装置を
   具備し、前記駆動手段が前記ロータ支持体を回転ｔｇ動
   することによって前記ロータのセルを遠心力にかげてい
   る間、前記複数の放射線センナで発生された出力信号を
   同時に受け、かつ前記受けた出方信号に応答して前記ロ
   ータセル分析領域中の反応生成物に関する分析データを
   与えるようにした、以上の各要件から構成された遠心分
   析装置。 ２　前記分析チャンネルの構成要素を光整合させて支持
   するための固定フレーム構危体をさらに具備し、 前記放射線指向手段が、単一または多数の光源からの放
   射線を同時に前記整合セルの分析領域の透明窓上へ伝達
   するために前記フレーム構造体上に固定された手段を含
   み、前記放射線センナが前記フレーム構造体上に固定さ
   れた対応する複数の光検出器であり、かつ前記分析チャ
   ンネルがさらに前記フレーム構造体上に固定された対応
   する複数の各種干渉フィルタを含んでおり、 前記分析装置が、各種範ルに収容された試料の異なる波
   長における吸光度または透過率のほとんど瞬間的な測定
   を可能にし、これにより１人またはそれ以上の患者に関
   する１つまたはそれ以上の診断プロフィールの結果を与
   えるようにした、 特許請求の範囲第１項記載の遠心分析装置。 ３　前記セル用の電気同期信号を供給し２かっ前記同期
   信号を前記プロセッサへ伝達するための手段を特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の遠心分析装置。 ４　放射線源を具備し、前記源がミラーと無熱フィルタ
   との間に配置され、前記放射線を前記分析チャンネルに
   供給するよう咳し′だ特許請求の範囲第１項記載の遠心
   分析装置。 ５　前記放射線指向手段が光ファイバを含む特許請求の
   範囲第１項記載の遠心分析装置。 ６　前記分析チャンネルに使用される光がｉ１視スペク
   トルおよび不可視スペクトルの放射エネルギーを含む特
   許請求の範囲第１項記載の遠心分析装置１ ７　前記回転支持体がその同厚に沿って前記ロータ中の
   セル同数の穴？有する特許請求の範囲第１項記］戊の遠
   心分析装置。 ８　前記分析頭金を通して伝達される放射線を特定波便
   に１艮定する手段・ｋ具備する特許請求の範囲第１項記
   載の遠心分析装置。 ９　前記分析チャンネルの構成ｅ５ｔを光整合奇せて支
   持する手段をＢむ固定フノーム構造体をさらに具ｊ＋ｔ
   ｉｉ　＋、、 前記放射Ｍ’１指向手段が、単一または多数の光源から
   の放射線を同時１．・シ前記堅合セルの分析領域の透明
   窓−ヒー・伝達するために前記支持体上に固定された手
   段を含み、前記放射線センナが前記支持体上に固定さＪ
   ｔた対し６する値数の光検出器であり、かつ前記放射線
   限定手段が前記支持体上に固定された対応する複数の各
   種干渉フィルタを含み、 前記分析装置が、各種セルに収容された試料の異なる波
   長における吸光度又は透過率のほとんど瞬間的な測定を
   可能にし、これにより１人またはそれ以上の患者に関す
   る１つまたはそれ以上′の診断グロフイールの結果を与
   えるようにした特許請求の範囲第８項記載の改心分析装
   置。 １０　　前記放射線指向手段が光ファイバを含む特許請
   求の範囲第９項記載の遠心分析装置。 １１　　前記セル用の′電気同期信号を供給しかつ前記
   同期信号を前記プロセッサへ伝達するための光二ン９−
   ダ手段を具備する特許請求の範囲第】０項記載の遠心分
   析装置。 １２　　放射線源を具備し、前記源がミラーと無熱フィ
   ルタと“の間に配置され、前記放射線を前記分析チャン
   ネルに供給するようにしだへ許請衣の範囲第１１項記載
   の遠心分析装置。 １３　　前記分析チャンネルに使用される光が可視スペ
   クトル及び不可視スペクトルの放射エネルギーを含む特
   許請求の範囲第１２項記載の遠心分析装置。 １４　　前記固定フレーム構造体が、前記元ファイバを
   支持するための適当な形状の支持突起手段、干渉フィル
   タおよび光整合した前記分析チャンネル光検出構成要素
   を含む特許請求の範囲第１３項記載の遠心分析装置。