JPS6058421B2 - 試料検査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は試料検査装置に関し、特に水平のターンテーブ
ルの中央に回転軸を設け、回迭軸線を中心とする円上に
複数の試料容器を支持し、試料容器はターンテーブルの
下方に延在するようにし、回転軸線を中心としてターン
テーブルを段歩回動させる装置を設けて停止間に試料の
配分、検査を行い得るようにし、ターンテーブル下に延
在する試料容器の占めるスペースを形成する装置と、上
記スペース内を空気を循環させる装置と、上記スペース
内の温度を変化させる装置と、試料容器の温度をほＳ゛
所定値に保つ制御装置とを設けた試料検査装置に関する
。

英国特許願５１９８８／７３，４６６０８／７４，２０
３８Ｖ７４に記された装置は、静止の計量配分装置に対
してターンテーブルが段歩回動し、各段歩回動の停止時
間にターンテーブルに支持させた光透過性試料容器、例
えばバイアルに対して計量分配装置は血液試料と稀釈液
と試薬との所定量を配分する。

ターンテーブルの軸線を中心として回転する光ビームが
順次バイアルを走査し、液を透過した光又は散乱した光
は受光装置を介して出力電圧を生じ、出力電圧の値は各
バイアルを出た光の強さに比例し、血液試料分析を行う
。分析結果の精度を高くするためには試料容器温度を狭
い所定温度範囲に保つ必要かある。

ドイツ特許１８０６５８５号に記された試料検査装置で
は、バイアルはターンテーブル下方の環状ケーシングの
形成する環状スペース内に突出する。

ケーシングにはファンとの間の入口出口空気通路を設け
て閉鎖回路を形成して空気を循環させる。空気温度変化
装置、例えは冷却器又は加熱器と温度制御装置とによつ
て所定温度に保つ。この空気循環装置はバイアルの突出
する環状スペースに対して横方向の入口出口であり、構
造が複雑であると共に全部のバイアルを正確な温度範囲
に保つのが困難である。本発明の目的は上述の欠点の少
ない試料検査装置を提供する。

本発明による試料検査装置の特徴は、前述の型式におい
て、上記スペースの横方向及び底部を外壁によつて形成
し上部をターンテーブルによつて形成し、上記スペース
内に配置し上記スペース内において試料容器と温度変化
装置との間に空気を循環させる装置を設ける。

温度変化装置としては、通常は制御装置付ぎの加熱器で
ある。

しかし、所要に応じて外気温度以下の所定温度を必要と
する時は冷却装置とする。外気が所定温度の上下に変動
する場合には、加熱器と、冷却装置とを共に設けて選択
的に作動させる必要がある。好適な実施例によつて、タ
ーンテーブルに近接して取付けてターンテーブルに支持
した試料容器内に液を計量配分するディスペンサーを設
け、ディスペンサーには配分すべき液を受ける入口と液
を配分する探針とを有する管状本体を設け、所定量の液
を配分する装置と、液をほＳ゛所定温度に保つ装置とを
設ける。

本発明の実施を容易にするための例示とした実施例並び
に図面について説明する。

第１，１ａ，１ｂ図は本発明試料検査装置の好適な実施
例として血液分析機を示し、血液試料と試薬との間の反
応を比伽畝、光散乱法、螢光分析法によつて評価するた
めに使用する。

分析機の固定のフレーム１に中空の垂直のトラニオン２
を取付ける。トラニオン２内に同一軸線として支承した
中空回転軸３の上端はプーリとベルトと減速歯車から成
る伝達装置１３を介してモータ４に連結する。モータ４
はフレーム１に取付ける。トラニオン２の外側に同一軸
線として支承した第２の回転軸５の下端に水平のターン
テーブル６を取付ける。第２の回転軸５は別の伝達装置
を介して段歩モータ１４によつて駆動する。ターンテー
ブルの上面はカバー１７によつて覆う。

ターンテーブル６は円形でトラニオン２と同一軸線とし
、外周部に同一間隔として多数の凹みを設け、凹み内に
バイアル即ち試料容器を取外し可能に支持する。フレー
ム１の下部は円筒形部分５２とし、部分５２の上端に半
径方向内方の環状フランジを有し、環状フランジにカバ
ー１７をかぶせる。

各バイアルはターンテーブル面をほＳ゛上端として下方
に突出する。第１，１ａ図に示す通り、ターンテーブル
の直径は環状フランジの内径よりも僅に大きくし、フラ
ンジ下面から僅な間隔とする。これによつて、円筒形部
分内を循環する定温の空気が外気に放散される量は少な
い。第１の定速度回転軸の下端にターンテーブル６の下
方において第１ａ図に示す水平の腕７を連結する。

腕７の反対側に釣合錘１８を取付ける。腕７には２本の
光伝達ファイバー８，９を取付ける。光伝達ファイバー
８の光入力端は軸３の上端であり、垂直下方に延長し、
軸３の下端から腕７に沿つて半径方向外方に延長し、テ
ーブル６の外周よりも内方位置に出力端を形成する。光
伝達ファイバー８の出力端はスリット状とする。光伝達
ファイバー９の入力端はテーブル６の外周よりも外方と
して腕７に取付け、ファイバー８の出力端と同一直線上
とする。

ファイバー９の入力端はスリット状開口とする。ファイ
バー９は入力端から腕７に沿つて半径方向内方に延長し
、出力端は軸３の軸線に沿つて垂直下方に向ける。第１
ｂ図にはファイバー８をループ状として軸線方向と半径
方向との変換部分において急激な曲率を防ぐことを示す
。ファイバー９は図示しないが同様にループ状とする。
軸３の上端に取付けたランプ１０は光伝達ファイバー８
の入力端に光を導く。

ランプ１０とファイバー８の入力端との間に所要のフィ
ルター又は格子を介挿してファイバー８の伝達する光の
波長を選択し所要の反応を評価する。ファイバー８の出
力端の半径方向外方には、図示しない修正スリット、収
れんレンズ１１、別の修正スリットから成る光学装置を
設け、ファイバー８を出た光をバイアル内の液に焦点を
結ばせる。この光学装置は腕７に調整可能に取付ける。
液の伝達する光は光伝達ファイバー９の入力端に入り、
軸３の垂直下方の出力端から光増幅装置１２に入る。回
転軸３の下端に腕７とは異なる半径方向として第１図に
示すベーン５７を取付ける。

ベーン５７はほＳ゛長方形の２枚の垂直の板から成り、
長方形の長辺は軸３の半径方向とし、短辺は軸線方向と
する。ベーン５７に切込み６３を設け、バイアルよりも
僅に大きくして回転間バイアルに衝突しないようにする
。ベーンの上縁はターンテーブル６の下面に近接した位
置とし、外方端はフレームの円筒形部分５２の円筒内面
に近接した位置とする。ベーン５７の下方に、フレーム
の円筒形部分５２の底板上に複数の半径方向支持板６１
を取付ける二支持板６１の上方にベーン５７の下端面か
ら小さな間隔として水平環状板５８を取付ける。環状板
５８及び支持板６１の形成する中央開口５９は軸３，５
と同一軸線とする。環状板５８の外方端はフレームの円
筒形部分５２の円筒内面よりも短くし、所要の環状の空
気流間隔６２を形成する。図示の実施例では、このベー
ンおよび水平環状板５８が空気循環装置をなす。同心の
複数のリングとした温度変化装置即ち図示の実施例では
電気抵抗加熱器６０を支持板６１の開口に取付ける。図
示しないサーミスタ即ち加熱器のための制御装置をバイ
アルに近接した位置に取付け、環状門板５８、ターンテ
ーブル６、フレームの円筒内面の形成するスペース内の
温度に応答して加熱器６０に供給する電力を制御して一
定温度に保ち、バイアル内の液を所定温度とする。フレ
ームの円筒形部分５２の上面フランジに計ｌ量配分装置
を取付け、第１のステーションに停止した時に所定量の
血液と所定量の稀釈液とをバイアル内に供給する。

ターンテーブル６は段歩モータ１４によつて停止と所定
角度の回動との間欠作動を行う。次の停止に際してバイ
アル内の血液と稀釈液の混合物内に所定量の試薬と稀釈
液とを供給する。各ステーションにおいて使用するディ
スペンサ１００を第２図に示す。ディスペンサ１００は
第１図に示す支持装置１０１に取付け、垂直方向に可動
とし、ターンテーブルが回動する間はバイアルを離れた
上方位置にある。支持装置１０１は垂直軸線を中心とし
て探針１１０を側方に揺動させ、分析機外方の容器から
血液、試薬を吸込む。ディスペンサを下方位置として容
器内の血液、試薬を所定量だけ吸込む。ターンテーブル
が停止すれば、ディスペンサをバイアル上方の上方位置
から下方位置に下げ、所定量の血液等をバイアル内に供
給する。次に稀釈液を所定量供給する。血液分析機の作
動に際して、モータ１４はターンテーブル６を所定角度
だけ段歩回動させる。

ターンテーブル６の段歩回動の間の停止時間に、夫々の
ステーションにおいて血液、試薬、所要に応じて稀釈液
等を夫々のバイアル内に供給する。各停止時間にモータ
４は回転軸３を少くとも１回転させ、腕７は１回転して
光伝達ファイバー８からの光が全部のバイアルを走査し
、バイアル内の液の伝達する光は光伝達ファイバー９を
照射し、光増幅器１２は光を受けて出力電圧を発生する
。この出力電圧の値は光伝達ファイバー９の受けた光量
に応じて変化する。光伝達ファイバーが各バイアルを走
査する間にベーン５７はターンテーブル６の下面と環状
板５８の上面との間のスペースを回転し、空気を循環さ
せる。空気は遠心力によつて上述のスペース内を矢印に
示す通り半径方向，外方に流れ、各バイアルの間を通り
、環状板５８とフレームの円筒内壁との間を下方に流れ
、環状板５８の下を半径方向内方に流れ、加熱器６０の
外面に沿つて流れて加熱され、開口５９を通つて再び環
状板５８の上面に戻る。サーミスターによ．”つて、バ
イアル及びバイアル内の試料の温度を狭い温度範囲内で
所定の値に保つ。ターンテーブル６の下方に循環空気流
を生じさせることによつて、ターンテーブル下方に突出
するバイアルの温度変動は著しく小さい値となる。′現
在迄は温度変動値範囲を±０．０５℃に保つことは不可
能であつた。図示の分析機の温度時定数は約０秒であり
、最大人力電力は約２００Ｗである。光増幅器１２は図
示しない計算機に接続し、軸３の各回転において各バイ
アルに対する光増幅器１２の出力電圧を代表する一連の
データを記憶させる。軸３が各停止時間において２回転
以上を回転する時は、各バイアルに対する光増幅器出力
電圧平均値を代表する一連のデータを記憶させる。実用
上は、モータ４はターンテーブル６の停止、回動に無関
係に連続回転とするのが好適である。この時は停止時間
の間の回動間に受けたデータは計算機に記憶しないよう
にする。更に、軸５の停）止時間において、軸３が整数
回以上に回転した部分については計算機は整数回の回転
についてのデータのみを処理するようにする。図示の例
では血液分析機は血液試料の比色分析を行う構成とした
。

しかし、僅な改造によつて血・液試料の光散乱又は螢光
分析を行うことができる。この改造を第１ａ図に点線で
示す。光伝達ファイバー９に代えてファイバー９″の入
力端をバイアルの垂直下方とし、光伝達ファイバー８の
出力端に対して直角方向とする。更に光伝達ファイ”バ
ー９″の出力端と光増幅器１２との間にカラーフィルタ
ーを介挿する。これによつて、光増幅器１２の出力電圧
は光伝達ファイバー８からの散乱光の中でフィルターに
よつて定まる所定波長帯域の波長としてバイアルを出た
光の強さに比例する。第２図に示すディスペンサ１００
について説明する。

ディスペンサ１００の金属製の直立の管状本体１０２の
上端に入口スタブ１０３を形成又は固着し、スタブ１０
３に可撓性管１０４を結合する。加熱マイル１０６は管
状本体１０２のほＳ゛全長を囲む。

加熱コイル１０６の外を熱絶縁材料のジャケット１０７
で囲む。ジャケット１０７の上端は管状本体１０２の上
端の肩部１０８の端面に接触し、下端は管状本体１０２
のカラー１０５の両端面に対向する環状面１０９によつ
て接触する。管状本体１０２の下端のカラー１０５に本
体内の通り孔よりも僅に大きな直径の部分を形成し、交
換可能の計量配分チップ、即ち探針１１０を差込む。探
針１１０はステンレス鋼製とし、加熱しない。探針１１
０は管状本体１０２及び絶縁ジャケット１０７よりも下
方に突出する。カラー１０５に形成した凹み内にサーミ
スタ１１１を差込み、加熱コイル１０６を通る電力を制
御して管状本体１０２及び配分される液を所定温度に保
つ。分析機の作動に際して、第１のディスペンサ１００
内に稀釈液を吸込み、次に所定量の血清を吸込む。血清
の量は少量であり、ほＳ゛探針１１０内に入る量である
。ターンテーブル６が停止すれば第１のステーションに
停止したバイアル内に第１のディスペンサ１００から血
清と稀釈液の所定量とを注入する。同時に第２のステー
ションに停止したバイアル内に第２のディスペンサから
所定温度の所定量の試薬と稀釈液とを注入する。この手
順は第１のステーションとほＳ゛同様であるが試薬の量
は血清量よりも多く、試薬を吸込んだ時に探針１１０の
内部だけでなく管状部材１０２の管内の一部にも試薬が
入る。このため試薬は加熱される。バイアルは第１のス
テーションに停止して血清と稀釈液とを配分された後に
第２のステーションに停止して試薬と稀釈液との配分を
受けるようにする。各ステーションにおいてディスペン
サ１００は下方位置となり探針１１０の先端はほＳ゛バ
イアル底部附近に達して液の配分を行い、バイアルの一
方の壁部に探針先端が接触して液滴の形成を防ぐ。所要
量の液を配分した後にディスペンサは上部位置となり、
探針先端はバイアル上端よりも上方となる。こ）でター
ンテーブルは回動し、次のバイアルがディスペンサの下
方で停止する。稀釈液をディスペンサに供給し、次にデ
ィスペンサ内に血清、試薬を吸込み、稀釈液と血清、試
薬との所定量をバイアルに配分するための好適な装置を
第３図に寸法によらない線図として示す。第３図の稀釈
液ポンプ１２０の入口、出口には逆止め弁■１，Ｖ２を
夫々介挿する。小さい吐出量の注入ポンプ１２１の出口
と稀釈液ポンプ１２０の出口とを共通導管１２２に連結
する。導管１２２は第２図に示すディスペンサ１００の
可撓導管１０４に連結する。第１に第３図に示した位置
からサイクルを開始する。

ディスペンサ１００内には稀釈液が充満している。探針
１１０を血清又は試薬容器内に入れ、注入ポンプ１２１
を半回転、即ち吸込ストロークを行わせ、探針１１０内
に血清又は試薬を吸込む。この時の吸込量は注入ポンプ
の吸込ストロークによつて定まる。第１、第２のステー
ションにおいて探針１１０をバイアル内に下げ、注入ポ
ンプ１２１の半回転、即ち吐出ストロークを行はせ、血
清又は試薬をバイアル内に配分する。次に稀釈液ポンプ
を半回転して吐出ストロークを行はせ、所定量の稀釈液
をバイアル内に配分する。ポンプ１２０，１２１はスト
ローク調整可能とし、ポンプの半回転によつて所定量の
液の吸込吐出を行うようにする。最後に稀釈液ポンプ１
２０を半回転して吸込ストロークを行はせ、ポンプ内に
図示しない容器から稀釈液を吸込み、第３図の位置に戻
る。数値の例として、第１のステーションにおいては外
気温度の血清５噸３又は２５朗３を配分し所定温度の稀
釈液を混合して合計容積を１５０Ｔ！ｒ！Ｎ３とする。

サーミスター制御加熱器６０によつてバイアル及び液を
所定温度に保つ。バイアルの熱容量のため、液温度の変
化は急激ではない。試薬と稀釈液とを混合した後に約１
分間で正確に制御された温度に達する。この時は血清と
稀釈液との混合液はベーンの回転する室内温度に対して
±０．０５℃の範囲内の温度となる。この条件を満足さ
せるためには、血清配分ステーションにおいて、ディス
ペンサの管状本体を銅の一体加工とした時の稀釈液温を
所要温度に対して±０．５℃の範囲に予熱することによ
つて行うことができる。試薬配分ステーションにおいて
は４．０±０．５℃の試薬５０ｍ３と予熱した稀釈液３
００Ｔ！ＲＩｆＬ３とをディスペンサからバイアルに配
分する。

ディスペンサは６秒毎に配分を行う必要があり、配分さ
れた混合液の平均温度を正確に制御することが可能てあ
る。配分された試薬と稀釈液との混合液の温度範ｌ囲は
試薬の初期温度の誤差を含めて±０．７！′Ｃ程度とな
る。この配分の時のバイアル内の混合液温度の最大誤差
は０．１５℃程度となり、（９）秒径過後には０．１℃
となる。２種以上の試薬を配分する場合には第３、第４
門のステーションにおける初期温度制御は第１、第２の
ステーションの場合よりは広い温度範囲とすることがで
きる。

この温度範囲は配分量と配分時期とによつて定まる。第
１の試薬を配分した直後に第２の試薬を配分する場合に
は循環空気によるフ温度補正のための時間がないため初
期温度を正確に制御する必要がある。上述した通り、本
発明の血液分析機のバイアルは狭い範囲の制御された温
度を保ち、血清、試薬、稀釈液の混合液も同様に制御温
度となる。

従つて、血液と試薬との反応は正確な制御温度下で行は
れ血液試料の正確な分析データが得られる。第１，１ａ
図の変型例として、ベーン５７の下面と円筒室底板との
間にファン７０を設ける。ファン７０はベーン５７、腕
７とは別個に駆動する。このファン７０の目的は、腕７
、ベーン５７が停止中にも循環空気流を生じさせる。こ
の時はバイアルに近接したサーミスタが低温度を検出し
て加熱器６０の加熱指令を生ずることがあり、ファン７
０によつて加熱器６０の加熱を防ぐ。第３図に示した装
置を使用して１個のディスペンサによつて血清又は試薬
と稀釈液とを配分するが好適であるが、血清、第１、第
２の稀釈液、第１、第２の試薬について夫々別個のディ
スペンサを使用し、所定量を所定時間間隔で配分する構
成とすることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明試料検査装置の実施例として血液分析機
の断面図、第１ａ図は第１図のＡ−Ａ線に沿う断面図、
第１ｂ図は第１図のＢ−Ｂ線に沿う断面図、第２図は第
１図の装置の計量配分装置のディスペンサの拡大断面図
、第３図は計量配分装置の一部を示す図である。 １・・・フレーム、２・・・トラニオン、３，５・・・
回転軸、４，１４・・・モータ、６・・・ターンテーブ
ル、７・・・腕、８，９，９″・・・光伝達ファイバー
、１０・・・ランプ、１１・・ルンズ、１２・・・光増
幅装置、１７・・・カバー、１８・・・釣合錘、５２・
・・円筒形部分、５７・・・ベーン、５８・・・環状板
、６０・・・加熱器、６３・・・凹み、１００・・・デ
ィスペンサ、１０２・・・管状本体、１０６・・・加熱
コイル、１０７・・・ジャケット、１１０・・・探針、
１２０，１２１・・・ポンプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 液体試料を収容する一連の容器を回転軸線を中心と
   して円形状に配列して支持することができるターンテー
   ブルと、試料を検査するよう前記ターンテーブルを回転
   させるターンテーブル回転装置と、前記一連の容器の近
   傍の温度を制御する温度制御装置と、所定量の試料液体
   を容器に分注する分注装置とを具え、ターンテーブルの
   回転により容器が分注装置に送られるよう構成した試料
   検査装置において、前記温度制御装置は、ターンテーブ
   ルおよびこのターンテーブルに支持した試料容器を包囲
   するスペースを画成するカバーおよびフレーム部分１７
   、５２と、前記スペース内に設けた温度変化装置６０と
   、前記容器に近接配置して前記温度変化装置を制御する
   制御装置と、前記温度変化装置６０と試料容器との間に
   前記スペース内で空気を循環させる空気循環装置５７、
   ５８とにより構成し、前記分注装置は、ターンテーブル
   ６に近接配置しかる試料液体を注入する入口および試料
   液体を排出して容器に分注する探針１１０が先端に付い
   た出口を有する管状本体１０２を設けたディスペンサー
   １００と、管状本体１０２を加熱する加熱装置と、分注
   する試料液体の温度をほぼ所定の値に維持するよう前記
   加熱装置を自動的に制御する自動温度制御装置とにより
   構成し、前記加熱装置および自動温度制御装置は、前記
   容器の近傍の温度を制御する温度制御装置とは互いに独
   立的に作動する構成としたことを特徴とする試料検査装
   置。 ２ 前記空気循環装置は、前記スペース内でターンテー
   ブルと同一軸線の周りを回するベーン５７と、このベー
   ン５７の下側で前記スペースを上方部分と下方部分に分
   割する水平環状板５８とにより構成し、この水平環状板
   の外周面は前記フレーム部分５２の内面から離れるもの
   とし、前記温度変化装置６０を前記水平環状板５８の下
   方部分のスペースに設けたことを特徴する特許請求の範
   囲第１項に記載の試料検査装置。 ３ 加熱装置を、管状本体１０２の全長にわたり管状本
   体の周囲に巻取けた電気的加熱コイル１０６により構成
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の試
   料検査装置。 ４ ディスペンサーは、管状本体１０２を銅により形成
   し、加熱コイル１０６を熱絶縁ジャケット１０７により
   包囲したものとして構成したことを特徴とする特許請求
   の範囲第３項に記載の試料検査装置。 ５ 自動温度制御装置を、探針１１０に近接して管状本
   体１０２に形成した凹みに配置したサーミスタ１１１に
   より構成したことを特徴とする特許請求の範囲第１乃至
   ４項のうちいずれか一項に記載の試料検査装置。 ６ 探針１１０は着脱自在の先端部として構成したこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１乃至５項のうちのいず
   れか一項に記載の試料検査装置。