JPS6258457B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はカセツト式全自動電気泳動装置に関す
る。

電気泳動分析法は、血清蛋白等の試料を一定の
PH緩衝液を含む支持体上におきこの両端に直流電
流を通すと、緩衝液イオンや荷電した分子または
原子が、それらの荷重と反対の電極の方向に泳動
し、一定時間後に泳動速度の異なる順序で支持体
上に配列し分離するので、分離速度の差で分離さ
れた各分画の量を定量する方法である。この為に
は一検体毎に緩衝液で湿潤させた薄膜上に試料を
塗布し、これを泳動槽中で泳動させ、これを固定
染色して、泳動膜中に分画された各物質の濃度を
読み取るものである。

然しながら、上記電気泳動は検体支持体である
薄膜の品質むら、該薄膜の乾燥、湿潤、再乾燥及
び透明化の際の伸縮、並びに周囲の温度或いは湿
度等の影響を敏感に受け易く、従つて上記検体処
理には少からざる熟練度が要請されるとともに個
人差は避けられず、且つ多くの時間と労力を必要
とする等、測定後の検体保存の不便さを含めた欠
点がある。

この欠点を解消する為にこれらを自動的に行う
ことができる電気泳動装置が特公昭55―6190号に
より提案され、その一部は実用に供されている。
上記電気泳動装置はセルロースアセテート膜等の
長い帯状膜を使用し、該帯状膜を緩衝液の湿潤、
試料塗布、泳動、染色、脱色、濃度測定等の個所
へ遂次連続移送して行くものである。しかしなが
らかかる方法においては、帯状膜自体が極めて弱
い湿潤状態にある薄膜であること、且つ特に一様
でない伸縮性を有することにより、装置の各段階
を通る過程において帯状膜の移送が円滑に行われ
ず装置の故障や、帯状膜の切断すら生じて全操作
を停止せねばならず、自動化の大きな障害とな
る。又、貴重な患者血清を失う等の損害も極めて
大きいのである。

また連続操作の為には帯状膜を一定速度で移送
する必要があり、従つて各工程の設備の大きさは
これを基準として設計しなければならない。特に
電気泳動時間は長時間（約30〜50分）を要するの
で、多量検体処理の場合電気泳動槽を大きなもの
にするか、電気泳動槽内での帯状膜の滞留時間が
長い為２ケ以上の複数個の泳動槽を設ける等の複
雑な機構とすることを要する。また、この場合前
述の帯状膜での処理における欠点は装置の精度並
に故障に対する改善の困難さを増大する。以上の
致命的欠点を回避する為、実際には上記帯状膜を
所要の長さに切断して各工程へ遂次移送する方法
も提案されているが、この方法とても、帯状膜片
を挾持するローラ等の移送手段において、湿潤
（或いは乾燥）状態にある該帯状膜片の変化によ
つて生じる作動の不円滑さは依然として解消され
ておらず、これを取り除く為には多くの案内手段
を設ける等複雑な機構を必要とすると共に、故障
が起り易い欠点がある。

本発明の目的は、血清蛋白質等の電気泳動分析
を、円滑且つ確実に連続的に行うことができる全
自動化されたカセツト式電気泳動装置を提供する
にある。

本発明による自動電気泳動装置は次の(a)〜(k)項
の構成要素を有することを特徴とする装置であ
る。

(a) 血清蛋白等の複数個の試料を区分して収容す
る試料皿を縦に積重ねて収納する試料皿ストツ
カ。

(b) 泳動膜を１個の試料皿中の試料を塗布測定で
きる大きさに切断し、これをカセツト（剛性の
上下枠体より構成される）内に固定し、該カセ
ツトを縦に積重ねて収納するカセツトストツ
カ。

(c) カセツトストツカよりカセツトを下方より１
枚づつ取出し、緩衝液に浸漬し、泳動膜を緩衝
液にて湿潤せしめる湿潤手段。

(d) 試料皿ストツカの下方より試料皿を１枚づつ
取出し、湿潤後の泳動膜に試料を塗布する試料
供給手段。

(e) 概ね同一水平面上に敷設された無端軌条に案
内され、該軌条に沿つて敷設された無端チエー
ンに係止され、該チエーンにより移動せしめら
れ、カセツトの把持、解放手段及び把持カセツ
トの上下移動手段を有し、試料供給手段よりの
カセツトを受取り把持したのち、泳動槽、染色
槽、脱色槽及び乾燥手段の順に移送し、再び上
記カセツト受取位置に戻るハンドラ。

(f) 軌条に沿つて設けられた複数個の泳動槽。該
泳動槽は交互に使用され、ハンドラによるカセ
ツトの搬送、把持解放及び再把持に対応して蓋
の開閉及び緩衝液の交換を行う。

(g) 軌条に沿つて設けられ、カセツトにそれぞれ
染色液及び脱色液をスプレーノズルにより噴霧
する染色槽及び脱色槽。該染色槽及び脱色槽は
ハンドラによるカセツトの搬入、把持解放及び
再把持に対応して蓋の開閉及び噴霧を行なう。

(h) 軌条に沿つて設けられ、脱色後のカセツトを
乾燥する乾燥手段。該乾燥手段はハンドラによ
りカセツトが搬入、把持解放されると、その蓋
を閉じカセツトを乾燥し、乾燥後のカセツトを
測定手段へ移送する。

(i) 乾燥手段より送られたカセツトの泳動膜を透
明化するデカリンローラ部と、該部を通過した
カセツトの電気泳動膜上の各分画の量を定量す
る濃度計部よりなる測定手段。

(j) 各手段へのカセツト及び試料皿の搬送、各手
段の操作及びこれに対応するハンドラの作動を
制御する制御手段。

(k) カセツト符号及び試料皿符号を検知、確認
し、これを記録する手段。

本発明の装置の主要なる特徴の１つは、複数個
の試料を塗布する泳動膜が剛性の上下枠体（四辺
以外の中央部が切り欠かれている）間に固定され
てカセツト化され、カセツト単位で電気泳動分析
工程が全自動的に行われることである。

本発明の装置の主要なる特徴の他の１つは、無
端軌条に沿つて移動するハンドラによつてカセツ
トが試料供給手段より遂次泳動槽、染色槽、脱色
槽及び乾燥手段の順に把持、搬入、把持解放及び
再把持等の操作を伴いつつ移送されることであ
る。

本発明の装置の更にもう１つの特徴は、複数
個、例えば４個、の泳動槽が設けられ、泳動槽を
交互に使用することにより、各工程毎の所要時間
を均等化し、全体の所要時間を短縮していること
である。

本発明の装置の其他の特徴は、以下に述べる詳
細な説明により明らかにされる。

以下、本発明の装置を添付の１実施例を示す構
成図（第１図）に基づいて詳述する。

同図において、１０は試料皿ストツカ、２０は
カセツトストツカ、３０は湿潤手段、４０は試料
供給手段（例えばアプリケータ）、５０はハンド
ラ、６０は泳動槽、７０Ａは染色槽、７０Ｂは脱
色槽、８０は乾燥手段、９０Ａは測定手段９０の
デカリンローラ部、９０Ｂは濃度計部である。本
発明の装置は別に制御手段を有しているが、各工
程に亘つて設けられているので図示を省略してあ
る。

血清等の試料は従来より検査能率を向上せしめ
る為、一板の血清皿に複数個、例えば20検体分
を、区分して収容されている。１１が血清皿で、
血清皿１１は試料皿ストツカ１０に縦に積重ねて
収容されている。血清皿１１は制御手段よりの指
令により１板づつ試料供給手段４０の個所に送り
出される。送り出しの途中で受光素子により血清
皿１１の符号を読み取り、制御手段にフイードバ
ツクして記憶せしめ検体の誤認がないようにされ
る。また、皿数量のカウンタが設けられ、ストツ
カ１０に設けられた皿数量チエツク用のセンサと
共に、ストツカ１０内のストツク量をチエツクし
ている。血清皿１１の送り出しは一般に用いられ
る手段、例えばラツクとピニオンにて送り板を移
動する等の方法を用いる。

カセツトストツカ２０にはカセツト２１が縦に
積重ねられて収納されている。カセツト２１はセ
ルロースアセテート膜などの泳動膜を１個の試料
皿１１中の試料を塗布測定できる大きさに切断
し、剛性の上下枠体間に固定したものである。カ
セツト２１も試料皿１１と概ね同様な手段でスト
ツカ２０より取出されチエツクされる。

カセツトストツカ２０から取出されたカセツト
２１は、ガイドレールに案内される挟持ロール等
による手段で緩衝液槽３０に浸漬せしめられ、泳
動膜が緩衝液にて湿潤せしめられる。緩衝液浸漬
の終つたカセツト２１は試料供給手段４０のアプ
リケータによる血清の塗布を待つ。

試料供給手段４０の個所では、試料供給手段の
アプリケータ４０が血清皿１１より血清を吸い上
げ、カセツト２１の位置に到り、カセツト２１に
血清を塗布した後、チツプ（採血部）を洗浄（洗
浄槽を４１で示す。）及び清掃（清掃手段を４２
で示す。）を行つた後次の採血を行う。使用済の
血清皿１１はバランスばねを有する受台４３で受
けて使用済皿ストツカ４４内に収容される。

試料を塗布したカセツト２１は昇降機其他の適
宜な手段でハンドラ５０に送り込むに適切な位置
まで移送される。

５１はハンドラ移動コンベアーラインを示して
いる。ハンドラ移動コンベアーライン５１は、ハ
ンドラ５０を案内する概ね同一水平面に敷設され
た無端軌条と、該軌条に沿つて敷設され、制御手
段により制御される駆動源にて回動せしめられる
チエーンよりなり、ハンドラ５０は該チエーンに
係合している。

ハンドラ５０の実施例を第２図に示す。ハンド
ラ５０の本体５２より３本の腕が伸び、２本の腕
に取付けられたローラ５３が２本の無端軌条５１
Ａに挟まれて当接され、ハンドラ５０が案内され
る。また、１本の腕はチエーン５１Ｂに係止され
ているので、チエーン５１Ｂの回動と共にハンド
ラ５０は軌条５１Ａに沿つて移動する。

ハンドラ本体５２の前記腕の反対側には、本体
５２と僅かに間隔をあけて、本体５２と平行で垂
直にスライドバー５４が設けられてある。スライ
ドバー５４にはスライド板５５が嵌合しており、
スライド板５５についているスライド板移動レバ
ー５６を外部より駆動することによりスライド板
５５はスライドバー５４に沿つて上下に移動す
る。スライド板５５は常時固定用ボールキヤツチ
５７にて固定され、スライド板移動レバー５６を
駆動すると、ボールキヤツチ５７より外れスライ
ドする。

また、スライド板５５には固定アーム５８Ａが
固定され、固定アーム５８Ａには開閉アーム５８
Ｂが軸着され、固定アーム５８Ａと開閉アーム５
８Ｂでカセツト２１を挟持し得るようになつてい
る。固定アーム５８Ａに軸着されたピニオンギヤ
５８Ｃは、開閉アーム５８Ｂの歯部に噛合すると
共に、スライド板移動アーム５６に軸着されたア
ーム回転レバー５８Ｄにも噛合している。従つて
アーム回転レバー５８Ｄを外部より駆動し矢印方
向Ａに回動すると、固定アーム５８Ａと開閉アー
ム５８Ｂの間が開きカセツト２１を取外すことが
できる。５９は回転レバー５８Ｄを駆動しないと
きアーム５８Ａと５８Ｂをカセツト把持状態に保
つためのトーシヨンスプリングである。

試料供給手段４０よりカセツト２１を受取つた
ハンドラ５０はカセツト２１をコンベアーライン
５１に沿つて設けられた泳動槽６０に移送する。
図示の実施例においては泳動槽は４個（６０Ａ，
６０Ｂ，６０Ｃ，６０Ｄ）設けられてある。但
し、この泳動槽の数は特に試料の泳動時間並びに
検体の所要検査数量即ち所要検査速度等を勘案し
て適宜決定されるものである。

各泳動槽６０はそれぞれ蓋が上下して自動的に
開閉するようになつている。ハンドラ５０がカセ
ツト２１を把持すると第１の泳動槽６０Ａの蓋が
開き、ハンドラ５０がカセツト２１を納め、ハン
ドラ５０が元に戻ると蓋が閉じ泳動が開始する。
このようにして、第２、第３、第４の槽、６０
Ｂ，６０Ｃ，６０Ｄが同様に泳動を実施する。泳
動槽６０においては直流電流が通電され、泳動膜
上の試料の蛋白分子が泳動速度の差によつて分離
される。この為に、泳動膜の両側には直流電極が
接続される。

しばらくして第１槽の泳動が終り蓋が開き、ハ
ンドラ５０が来てカセツト２１を把握し、次の染
色槽７０Ａに運ばれ、蓋が閉まる。第２槽６０Ｂ
以下も同様に泳動が終るとカセツトが次の工程に
送られる。各泳動槽６０で再び泳動を行う為に、
蓋が開いたときに該槽の左右区劃内の緩衝液は附
属配管及び別置タンク等の諸装置を介して交換さ
れる。

次に、軌条に沿つて染色槽７０Ａと脱色槽７０
Ｂが設けられている。染色槽７０Ａでは染色液が
下部から上方へ一つのノズルで噴霧され、脱色槽
７０Ｂでは脱色液が下部から上方へ一つのノズル
及び上部から下方へ３つのノズルで噴霧される。
本噴霧による方法は従来機がドラム回転式を採用
し、ドラムの周囲に固定した泳動膜を槽内で回転
しながら染色及び脱色を行う方法に比し、極めて
短時間で処理することが可能である。染色槽７０
Ａ及び脱色槽７０Ｂも蓋がされるが、蓋の開閉及
びハンドラ５０の作動は概ね泳動槽６０における
と同じである。但し、ハンドラ５０は染色又は脱
色時は待機し、その工程が終了するとカセツト２
１を把持し、次の工程へ移送する。本方法を採用
することにより、従来機の如く、染色液及び脱色
液等の酸性により関連装置が腐触することなく、
処理時間も極めて短縮することができる。

次に、軌条５１Ａに沿つて乾燥手段８０が設け
られてある。本実施例においては、アルミ板をス
トリツプヒーターにより温めるホツトプレートと
フアンを使用する。ホツトプレート上にカセツト
の泳動膜部をのせ加熱すると共に、温風フアンを
備えた蓋を閉め、温風によつてカセツトの乾燥を
行う。ハンドラ５０並びに乾燥手段８０の蓋及び
其他の要素の作動は前工程と概ね同じである。但
し、乾燥手段８０でカセツト２１を解放したハン
ドラ５０は、新しいカセツト２１の受取位置に戻
される。また乾燥終了のカセツト２１は受渡板で
押されて測定手段９０へ移送される。

測定手段９０はデカリンローラ部９０Ａと濃度
計部９０Ｂよりなる。乾燥手段８０より送られた
カセツト２１は試料搬送台にのせられデカリンロ
ーラ部分９０Ａまで移動され、ローラにデカリン
を供給しながら試料搬送台を移動し、泳動膜を透
明化する。次にカセツト２１を濃度計部９０Ｂに
送り濃度測定する。測定終了後試料搬送台は最初
の位置にもどり、測定済みカセツト２１を排出す
る。次に試料搬送台はデカリンローラの部分に移
動し泳動膜が乗る部分をデカリンローラで清掃
し、もとの位置に戻り、次のカセツトが来るまで
待機する。

実施例の装置の説明においては、一部その説明
を省略してあるが、本発明の装置は制御手段を備
え、作動がプログラミングされ、プログラムを解
読し、プログラムに従つて各装置を制御する制御
手段を有し、本発明の装置の作動が制御されると
共に、カセツト符号及び試料皿符号が検知、確認
される。

本発明の装置は以上の如く構成され、且つ作動
するので、従来の自動電気泳動装置に較べて次の
如き優れた効果をあげることができる。

(1) 泳動膜がカセツト化されているので、帯状泳
動膜の場合の如く膜伸縮による装置の作動が不
円滑になることがない。

(2) 泳動時間及びその他の処理時間を勘案するこ
とにより、所要検体処理数に見合う泳動槽の数
を決定することができる。

(3) ハンドラでカセツトを各工程に搬入出するの
で、帯状膜移動による場合と異なり故障がほと
んど皆無となると共に、プログラミングが容易
で合理的な自動制御を行える。

(4) 帯状膜では鑽孔等による符号しかつけられな
いが、本発明の装置ではカセツトに明確な符号
をつけておけるので、工程中に符号をつける操
作が少なく誤りが少ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置の実施例の構成図、第２
図は本発明の装置のハンドラの実施例の側面図で
ある。 １０……試料皿ストツカ、１１……試料皿、２
０……カセツトストツカ、２１……カセツト、３
０……湿潤手段、４０……試料供給手段、５０…
…ハンドラ、５１……ハンドラ移動コンベアーラ
イン、５１Ａ……無端軌条、５１Ｂ……無端チエ
ーン、５８Ａ……固定アーム、５８Ｂ……開閉ア
ーム、６０……泳動槽、７０Ａ……染色槽、７０
Ｂ……脱色槽、８０……乾燥手段、９０……測定
手段、９０Ａ……デカリンローラ部、９０Ｂ……
濃度計部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 下記(a)乃至（ｋ）項より構成されていること
   を特徴とするカセツト式全自動電気泳動装置。 (a) 血清蛋白等の複数個の試料を区分して収容す
   る試料皿を縦に積重ねて収納する試料皿ストツ
   カ、 (b) 泳動膜を１個の試料皿中の試料を塗布測定で
   きる大きさに切断し、剛性の枠体に固定してカ
   セツトとし、該カセツトを縦に積重ねて収納す
   るカセツトストツカ、 (c) カセツトストツカよりカセツトを１枚づつ取
   出し、緩衝液に浸漬し、泳動膜を緩衝液にて湿
   潤せしめる湿潤手段、 (d) 試料皿ストツカより試料皿を１枚づつ取出
   し、湿潤手段よりのカセツトに試料を塗布する
   試料供給手段、 (e) 概ね同一水平面上に敷設された無端軌条に案
   内され、該軌条に沿つて敷設された無端チエー
   ンに係止され、該チエーンにより移動せしめら
   れ、カセツトの把持、解放手段及び把持カセツ
   トの上下移動手段を有し、試料供給手段よりの
   カセツトを受取り把持したのち、泳動槽、染色
   槽、脱色槽及び乾燥手段の順に移送し、再び上
   記カセツト受取位置に戻るハンドラ、 (f) 軌条に沿つて設けられた複数個の泳動槽、該
   泳動槽は交互に使用され、ハンドラによるカセ
   ツトの搬送、把持解放及び再把持に対応して蓋
   の開閉及び緩衝液の交換を行う泳動手段、 (g) 軌条に沿つて設けられ、カセツトにそれぞれ
   染色液及び脱色液をスプレーノズルにより噴霧
   する染色槽及び脱色槽、該染色槽及び脱色槽は
   ハンドラによるカセツトの搬入、把持解放及び
   再把持に対応して蓋の開閉及び噴霧を行う染色
   及び脱色手段、 (h) 軌条に沿つて設けられ、脱色後のカセツトを
   乾燥する乾燥手段、該乾燥手段はハンドラによ
   りカセツトが搬入、把持解放されると、その蓋
   を閉じカセツトを乾燥し、乾燥後のカセツトを
   測定手段へ移送する、 (i) 乾燥手段より送られたカセツトの泳動膜を透
   明化するデカリンローラ部と、該部を通過した
   カセツトの電気泳動膜上の各分画の量を定量す
   る濃度計部よりなる測定手段、 (j) 各手段へのカセツト及び試料皿の搬送、各手
   段の操作及びこれに対応するハンドラの作動を
   制御する制御手段、及び (k) カセツト符号及び試料皿符号を検知、確認
   し、これを記録する手段。