JPS61258169A - 免疫反応に用いる担体の搬送装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は表面に抗原または抗体を固相化した担体を用い
て抗原抗体反応に基づく免疫学的反応を利用する分析技
術、特に担体をエアの吸引を利用して担体容器から反応
容器へ搬送したり、反応容器から廃棄容器へ搬送するた
めの装置に関するものである。

［従来の技術］ 超微量の生体成分を分析するのに抗原抗体反応を利用し
た免疫分析法が広く用いられており、例えば特開昭５９
−１３５３６７号公報に開示されている。

この分析方法では、サンプル中の分析すべき抗原または
抗体と特異的に抗原抗体反応を起こす抗体または抗原を
表面に固定したビーズ状の担体を反応容器に投入し、こ
の反応容器にサンプルを分注して１次抗原抗体反応を起
こさせて被検物質を担体に結合させた後洗浄を行なって
Ｂ−Ｆ分離を行い、次に酵素標識試薬を分注して２次抗
原抗体反応を起こさせた後、再び洗浄を行ってＢ−Ｆ分
離を行い、最後に基質を加えて発色させ、これを比色測
定してサンプル中の被検物質を定量するようにしている
。

このような免疫分析を自動的に行うためには、多数の担
体を収納した担体容器から担体を取出して反応容器に投
入する必要があるが、本出願人はこの担体投入装置につ
いても種々の提案を行っている。例えば実開昭５９−１
１７９６７号公報には、開閉自在のアームによって担体
を搬送する装置が開示されており、また実開昭５９−１
１７９６６号公報には、シャフタ機構により重力を利用
して担体を１個ずつ反応容器へ搬送する装置が開示され
、また実開昭５９−１１７９６５号公報には吸引ノズル
を用いて風体を搬送する装置が開示されている。本発明
はこの吸引ノズルを用いる担体搬送装置に関するもので
ある。

［発明が解決しようとする問題点］ 上述した従来の担体搬送装置の内、開閉自在のアームを
有するものは機構的にきわめて複雑になるとともに担体
を確実に把持することが難しい欠点がある。また、重力
を利用するものは、シャッタの機構が複雑になるともに
担体容器やシャッタを反応容器の上方に配置する必要が
あるため設計の自由が少ないという欠点もある。

一方、吸引ノズルを用いるものは機構が簡単で動作が確
実であるため有利であるが、以下のような欠点を有して
いる。表面に抗原または抗体を固相化した担体を容器に
収納する際、固相化した抗原または抗体を安定な状態に
保つためには、担体を緩衝液中に浸漬するのが望ましい
。この場合、吸引ノズルで担体をノズル先端に吸引しよ
うとするとき、担体が先端に吸引されないと緩衝液が吸
引されることになり担体容器中の緩衝液がなくなってし
まい、担体容器内に残存する担体が使用不能となってし
まう欠点がある。このよ・）な欠点を除去するために吸
引ノズルからの吸引を一定時間に限定し、多量の緩衝液
を吸引しないようにすることも考えられるが、この場合
には吸引ノズル先端に担体が吸引把持されないまま分析
が遂行される恐れがあり、誤った分析結果が生ずる欠点
がある。さらにこのような欠点を除去するために、吸引
ノズルの先端に担体が吸引把持されているか否かを、例
えば光電的に検出することも考えられるが、それだけ構
成が複雑となる欠点がある。

したがって、本発明の目的は、多数の担体を収納した担
体容器から担体を１個ずつ確実に吸引ノズルに吸引把持
して反応容器に投入することができ、この際吸引ノズル
先端に担体が吸引把持されたか否かを検知し、吸引ノズ
ル先端に担体が吸引されないときでも担体容器内の緩衝
液を大量に吸引することがないように構成した担体搬送
装置を提供しようとするものである。

［問題点を解決するための手段］ 第１図は本発明の担体搬送装置の概念図である。

表面に所定の抗原または抗体を固定した多数の担体１を
螺旋状の通路に沿って収納すると共に緩衝液を収容した
担体容器２に担体を１個ずつ取出すための担体取出口２
ａを設ける。吸引ノズル３は昇降可能に配置されている
とともに担体容器２の担体取出口２ａの上方の位置と反
応容器４の上方の位置との間を移動できるように配置さ
れている。この吸引ノズル３はバッファタンク５および
バルブ６を経て減圧タンク７に連結され、この減圧タン
クには減圧ポンプ８を連結する。バッファタンク５の上
部には圧力センサ９を配置する。この圧力センサ９の出
力信号を制御部１０に供給し、制御部はこの出力信号に
応じてバルブ６およびポンプ８の動作を制御する。

［作　用］ 先ず吸引ノズル３を担体容器２の担体取出口２ａの上方
に位置させた後、降下させ、その先端を担体取出口２ａ
内に進入させる。この時まではバッファタンク５内は大
気圧（７６０ｍｍＨｇ）であり、圧力センサ９の出力も
第２図に示すように大気圧を示す値となっている。次に
時刻ｔｏでバルブ６の流路６ａと６ｃとを連通させると
、予めポンプ８により減圧状態にされている減圧タンク
７の負圧がバルブ６およびバッファタンク５を経て吸引
ノズル３に作用する。これによりバッフ１タンク５の圧
力は低下し、圧力センサ９の出力は急激に減少する。こ
の際、吸引ノズル３の先端に担体１が吸引把持されると
バッフ１タンク５内の圧力はさらに低下し、はぼ減圧タ
ンク７の圧力である。３００−−ＨＨに等しくなる。し
たがうて圧力センサ９の出力は第２図の曲線Ａで示すよ
うになる。これに対し、担体が吸引ノズル３の先端に吸
引把持されない場合には、緩衝液が吸引されるため、バ
ッファタンク５の圧力は低下せず、反対に増加すること
になる。すなわち、この場合には圧力センサ９の出力は
第２図の曲線Ｂで示すように変化する。従って、例えば
３５０ｍｄＨに相当する基準レベルＲを設定し、圧力セ
ンサ９の出力をこの基準レベルＲと比較することにより
吸引ノズル３の先端に担体１が吸引把持されたか否かを
迅速に検出することができる。

ここで時刻１．において圧力センサ９の出力が基準レベ
ルＲよりも低下したときには吸引ノズル先端に担体が吸
引把持されたと判定し、時刻１ｔにおいてバルブ６を閉
じる。しかし吸引ノズル３内の圧力は３００ｍｍＨｇの
ままである。一方、時刻ｔ１において圧力センサ９の出
力が基準レベルＲに達しないときは直ちにバルブ６を閉
じ、吸引ノズル内の圧力を大気圧に戻して緩衝液を吸引
しないようにする。

担体１が吸引ノズル３の先端に吸引把持されたと判断さ
れたときには、吸引ノズル３を上昇させ、次に反応容器
４の上方位置に移動させる。この搬送の間、圧力センサ
９によってバッファタンク５の圧力をモニタする。この
搬送の間に圧力センサ９の出力が急激に増大し、大気圧
となった場合には搬送中に担体が吸引ノズル先端から脱
落したと判断し、この担体を用いる分析についてはそれ
以後の動作を行わないようにしたり、分析結果を出力し
ないようにする。一方、この搬送中圧力センサ９の出力
が急激に増大しないときには、担体１は吸引ノズル３か
ら脱落していないと判断し、時刻ｔ、においてバルブ６
の流路６ａと６０とを連通させる。この流路６ｃは大気
に解放されているためバッファタンク５内の圧力は大気
圧まで上昇する。これにより担体１を吸引ノズル３に吸
引把持する力が消滅し、担体は反応容器４内に落下する
ことになる。

上述したように、本発明においては、圧力センサ９によ
りバッファタンク５内の圧力を検知し、担体の吸引ノズ
ル３への吸引把持を確認しながら担体を搬送することが
できるので、担体１を１個ずつ確実に担体容器２から反
応容器４へ搬送することができるとともに担体１が吸引
ノズル３に吸引されない場合でも緩衝液を担体容器２か
ら吸引排出する恐れはなくなる。

［実施例］ 第３図はこの発明の担体搬送装置を具える免疫学的自動
分析装置の一実施例を示す線図的平面図である。この実
施例ではそれぞれ異なる抗体または抗原を酵素で標識し
た８種類の酵素標識試薬を用い、１つの反応ラインで８
項目の被検物質をサンドインチ法により分析する。　装
置本体１１の上面には、サンプル装填部１２１反応部１
３．試薬収納部１４１表示部１５および入出力部１６を
設け、内部に各部の動作を制御する制御ユニットや各種
廃液容器、圧力源等を設ける。

サンプル装填部１２には、サンプル供給ユニット１７を
設ける。サンプル供給ユニット１７は、サンプルを収容
する複数のサンプル容器１８を保持するスネークチェー
ン１９を有し、これをスプロケット２０により矢印方向
に移送することにより複数のサンプル容器１８を所定の
サンプル吸引位置を経て順次搬送するよう構成する。

反応部１３には、反応容器搬送ユニット２１．担体ユニ
ット２２．サンプル分注ユニット２３．担体投入ユニッ
ト２４．担体排出ユニット２５．試薬分注ユニット２６
．洗浄ユニット、攪拌ユニット、測光ユニット等を設け
る。

反応容器搬送ユニット２１は、大口部および小口部を有
する７２個の反応容器２７を同一円周上に等間隔に保持
するターンテーブル２８を有し、これを矢印方向に所定
のピッチ（例えば１５秒）で間欠的に回動させるよう構
成する。なお、反応容器２７は恒温槽に浸漬させ、この
恒温槽には恒温液供給部２９から恒温液を供梧し得るよ
う構成する。

担体ユニット２２は、ターンテーブル２８と同軸で、タ
ーンテーブル２８よりも径が小さく、かつ独立して両矢
印で示す両方向に選択的に回転可能なトレイ３１を有す
る。このトレイ３１にはそれぞれ異なる抗体または抗原
を固定化した担体３２を収納する８個のカセット３３を
同一円周上に等間隔に保持し、サンプル中の分析すべき
被検物質に対応するカセフトを所定の担体取出位置に位
置決めするよう構成する。なお、各カセット３３におい
て、担体３２は螺旋状に積層収納し、底部において上方
に開放して設けた取出口から担体３２を１個ずつ取出し
得るよう構成する。

サンプル分注ユニット２３は、回動および昇降可能なア
ーム３４と、このアーム３４の回動先端部に設けた分注
ノズル３５とを有し、サンプル供給ユニット１７のサン
プル吸引位置にあるサンプル容器１日から分析項目数に
応じて順次所定量のサンプルを分注ノズル３５を経て吸
引し、これを反応容器搬送ユニット２１の所定のサンプ
ル分注位置において分析項目数に応じた順次の反応容器
２７に分注するよう構成する。なお、あるサンプルの分
注後、次のサンプルの分注に先立って、分注ノズル３５
の内外壁を洗浄槽３６において洗浄するようにする。

担体投入ユニット２４は、回動および昇降可能なアーム
３７と、このアーム３７の回動先端部に設けた吸引ノズ
ル３８とを有し、担体ユニット２２の担体取出位置に位
置決めされた被検物質に対応するカセット３３から吸引
ノズル３８によりその先端に担体３２を吸引保持し、こ
れを反応容器搬送ユニット２１の所定の担体投入位置に
ある反応容器２７に投入すると共に、ある担体の投入後
衣の担体の投入に先立って洗浄槽３９において吸引ノズ
ル３８を洗浄するよう構成する。

担体排出ユニット２５は、担体投入ユニット２４と同様
、回動および昇降可能なアーム４１と、その回動先端部
に設けた吸引ノズル４２とを有し、反応容器搬送ユニッ
ト２１の所定の担体排出位置にある分析の終了した反応
容器２７内の担体を吸引ノズル４２によりその先端に吸
引保持し、これを排出槽４３に排出すると共に、該排出
槽４３において吸引ノズル４２を洗浄するよう構成する
。

また、試薬分注ユニット２６は、回動および昇降可能な
２本のアーム４５．４６と、その各々の回動先端部に設
けた分注ノズル４７．４８とを有し、被検物質に応じて
後述する試薬ユニットの所定の試薬吸引位置に位置決め
される各種の試薬容器から、所定の試薬すなわち緩衝液
、酵素標識試薬および発色試薬を選択的に吸引して、こ
れを反応容器搬送ユニット２１の所定の試薬分注位置に
ある反応容器２７に分注するよう構成する。この実施例
では酵素標識試薬と発色試薬とのコンタミを防止するた
め、分注ノズル４７によって緩衝液および酵素標識試薬
を選択的に分注し、分注ノズル４８によって発色試薬を
分注すると共に、被検物質間における試薬のコンタミを
防止するため、各分注ノズルの内外壁を試薬の分注に先
立って共通の洗浄槽４９において洗浄するよう構成する
。

なお、サンプル分注ユニット２３および試薬分注ユニッ
ト２６を構成するアームは共通の駆動源によって駆動す
るよう構成すると共に、担体投入ユニット２４および担
体排出ユニット２５を構成するアームも同様に共通の駆
動源によって駆動するよう構成する。

試薬収納部１４には、保冷庫に収容して試薬ユニット５
１を設ける。この試薬ユニット５１は、両矢印で示す方
向に回動可能なディスク５２を有し、このディスク５２
に８種の分析項目に応じた複数の試薬容器を保持して、
所定のタイミングで被検物質に応じた試薬容器を所定の
試薬吸引位置に位置決めするよう構成する。この実施例
では、ディスク５２の同一円周上に分析項目に対応する
緩衝液を収容する緩衝液容器５３および酵素標識試薬を
収容する標識試薬容器５４をそれぞれ８個、同一分析項
目に対応するものを近接して交互に等間隔に保持すると
共に、その内側で各分析項目に対応する試薬容器に近接
して同心円状に、発色試薬を収容する発色試薬容器５５
を８個等間隔に保持する。

また、表示部１５には分析結果を表示したり、入出力部
１６で入力されたデータ等を表示するためのＣＲＴ５７
を設け、入出力部１６には分析結果をプリントアウトす
るためのプリンタ５８および分析に必要な所要のデータ
等を入力するためのキーボード５９を設ける。

反応ラインを構成するターンテーブル２８の側方にさら
に洗浄ユニット６０を設け、反応容器２７に対して洗浄
液の注入排出を行ない、Ｂ−Ｆ分離や反応容器の洗浄な
どを行なうようにする。

本発明の担体搬送装置によれば、担体カセット３３から
担体３２を１個ずつ吸引ノズル３８の先端に吸引保持し
て反応容器２７へ確実に投入することができ、この際カ
セット３３内の緩衝液を吸引する恐れはない。また、分
析後、担体３２を反応容器２７から排出する際にも第１
図に示した担体搬送装置と同様の装置を用いて担体を確
実に排出することができる。ただし、この場合には反応
容器２７内の反応液はすでに比色計へ排出されているの
で反応容器内に残存していない。したがって吸引ノズル
４２の先端に担体３２が吸引把持されない場合には空気
を吸引することになるが、この状態も圧力センサにより
十分正確に検知することができる。

上述したように、吸引ノズルの先端に吸引保持した担体
を反応容器に落下させたり、担体排出槽４３へ落下させ
たりするのは、吸引ノズルの負圧を大気圧へ釈放するこ
とにより行なうようにしたが、この落下を一層確実に行
なうために、吸引ノズルに陽圧を作用させたり、または
担体を担体落とし板に当てて落とすようにするこぶもで
きる。すなわち第４図に示すように、Ｕ字状反応容器２
７の大口部２７ａの上方に落とし板６１を固定配置し、
先端に担体３２を吸引保持した吸引ノズル３８を矢印Ａ
で示す方向に移動させると、担体３２は落とし板６１に
当たり吸引ノズル３８から落下し、反応容器２７内に確
実に投入されることになる。

〔発明の効果〕

上述したように本発明の担体搬送装置によれば、吸引ノ
ズル内の圧力を常時モニタすることにより、吸引ノズル
先端に担体が吸引把持されたか否か、搬送中担体が吸引
ノズル先端から落下したか否かなどを正確に検知するこ
とができ、担体を１個ずつ確実に搬送することができる
。また、担体容器中において担体が緩衝液中に浸漬され
ている場合、吸引ノズル先端に担体が吸引保持されない
ときでも緩衝液を吸引してしまうことがないので、担体
容器中に残存する担体が使用不能となることを有効に防
止することができる。さらに、吸引ノズルの圧力を感知
する圧力センサを設けるという簡単な構成であるので安
価に実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の担体搬送装置の基本的構成を示す線図
、 第２図は同じくその動作を説明するための吸引ノズル内
の圧力の変化を示すグラフ、 第３図は本発明の担体搬送装置を具える免疫学的自動分
析装置の一例の構成を示す線図的平面図、第４図は吸引
ノズル先端に吸引保持された担体を反応容器へ落とす機
構の一例を示す線図的断面図である。 １・・・担体　　　　　　　２・・・担体容器２ａ・・
・担体取出口　　　　３・・・吸引ノズル４・・・反応
容器　　　　　５・・・バ・ノファタンク６・・・バル
ブ　　　　　　　７・・・減圧タンク８・・・減圧ポン
プ　　　　９・・・圧力センサ１０・・・制御部　　　
　　　２４・・・担体投入ユニット２５・・・担体排出
ユニット　３２・・・担体３３・・・担体カセット　　
　３７．４１・・・アーム３８．４２・・・吸引ノズル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、表面に抗原または抗体を固相化した多数の担体を収
   納する担体容器から１個ずつ排出される担体を先端に吸
   引把持して担体投入位置まで搬送する吸引ノズルと、こ
   の吸引ノズルにバルブを介して連結された圧力源と、吸
   引ノズルと圧力源との間の管路の圧力を検出する圧力セ
   ンサと、この圧力センサの出力に基づいて吸引ノズルか
   らの吸引動作を制御する制御部とを具えることを特徴と
   する免疫反応に用いる担体の搬送装置。