WO2006046537A1

WO2006046537A1 - 遠心分離装置およびこれを備えた分析装置

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Publication number: WO2006046537A1
Application number: PCT/JP2005/019556
Authority: WO
Inventors: Yukihiro Sukawa; Yukio Higashiisogawa
Original assignee: Arkray Inc
Current assignee: Arkray Inc
Priority date: 2004-10-28
Filing date: 2005-10-25
Publication date: 2006-05-04
Anticipated expiration: 2007-04-28
Also published as: JP4814797B2; EP1820573A1; EP1820573B1; JPWO2006046537A1; CN101048232B; US20070248492A1; US7942800B2; EP1820573A4; CN101048232A

Abstract

　本発明は、上部開口（９０Ｂ）が設けられた容器（９）を揺動可能に支持し、容器（９）に遠心力を作用させるために回転させられるロータ（５１）を備えた遠心分離装置（５）に関する。ロータ（５１）は、容器（９）に収容された分離対象液が、ロータ（５１）を回転させたときに蒸発するのを抑制するための蒸発抑制手段（５５Ａ）を備えている。蒸発抑制手段（５５Ａ）は、ロータ（５１）を回転させて容器（９）を回動させたときに、上部開口（９０Ｂ）の正面に位置する起立壁（５５Ａｂ）を含んでいる。

Description

明細書

遠心分離装置およびこれを備えた分析装置

技術分野

[0001] 本発明は、遠心分離装置およびこれを備えた分析装置に関する。

背景技術

[0002] 血液の検査を行う場合には、通常、血液中の赤血球や白血球の数 (濃度）の他、グルコース、アルブミン、カルシウムなどの種々の成分の濃度測定が行われる。これらの成分濃度などの測定は、光学的な手法により行われている。より具体的には、所定の試薬を含浸した試験片の試薬パッドに対して試料を点着するとともに、そのときの呈色反応を試薬パッドに照射された光の反射光の状態力把握することにより行われる。この場合、血球数には個人差があるため、血球成分以外の成分の濃度測定を行う場合には、血球成分による測定誤差を回避する必要がある。このため、全血を遠心分離して血球成分を沈殿させた後に上澄み液を採取し、これを試料として試薬パッドに点着して測定が行われて、る。

[0003] このような測定を自動的に行うベぐ遠心分離装置を内蔵した分析装置が提案されている (たとえば特許文献 1)。この文献に記載された分析装置の遠心分離装置は、容器をロータに装着して遠心分離を行うものである。この遠心分離装置においては、容器を回転させたときに、容器の内部に気流が生じ、それによつて容器に保持された液体が蒸発する。容器に保持された液体が蒸発した場合には、液量 (液体中の被検知成分の濃度）が変化して測定誤差が生じる。そのため、液体の蒸発を抑制するために、容器としては蓋付きのものが使用されることがある。

[0004] し力しながら、蓋付きの容器は、蓋が必要なだけ部品点数が多くなつて材料コストが高くなり、また容器に蓋を取り付ける必要があるために製造時の作業性が悪い。また、容器の蓋は、容器の内部の液体の蒸発を抑制するものであるため、蓋の開口径は、ピペット装置のノズルを挿入できる範囲で、できるだけ小さく設定することが望まれる。そのため、ピペット装置を用いて遠心分離液の採取を行う場合には、容器に対してノズルを確実に挿入するために、蓋の開口の位置を精度良く位置決めする必要が生じる。その結果、装置構成が複雑化し、製造コストが増大する。

特許文献 1：国際公開第 02Z016043号パンフレット

発明の開示

[0005] 本発明は、コスト的に有利に遠心分離操作を行うことができる技術を提供することを目的としている。

[0006] 本発明の第 1の側面においては、上部開口が設けられた 1以上の容器を揺動可能に支持し、かつ上記 1以上の容器に遠心力を作用させるために回転させられるロータを備えた遠心分離装置であって、上記ロータには、上記 1以上の容器に収容された分離対象液が、上記ロータを回転させたときに、蒸発するのを抑制するための蒸発抑制手段が設けられていることを特徴とする、遠心分離装置が提供される。

[0007] 本発明の第 2の側面においては、試料に含まれる固体成分を液体成分から分離するための遠心分離装置を備え、かつ試料に含まれる 1以上の成分を分析するための分析装置であって、上記遠心分離装置は、上部開口が設けられた 1以上の容器を揺動可能に支持し、かつ上記 1以上の容器に遠心力を作用させるために回転させられるロータを備えており、

上記ロータは、上記 1以上の容器に収容された分離対象液が、上記ロータを回転させたときに、蒸発するのを抑制するための蒸発抑制手段を備えている、分析装置が提供される。

[0008] 蒸発抑制手段は、 1以上の容器を支持したロータを回転させたときに、 1以上の容器の周りにおける空気の流れを規制するように構成される。この場合、蒸発抑制手段は、ロータを回転させて 1以上の容器を回動させたときに、上部開口の正面に位置する起立壁を有するものとして構成するのが好ま、。

[0009] 起立壁は、たとえばロータに一体的に形成される。起立壁は、ロータの半径方向に移動可能に形成してもよい。この場合の起立壁は、たとえばロータを回転させたときに遠心力によって上記半径方向における外方側に移動するように構成される。

[0010] 蒸発抑制手段は、たとえばロータを回転させて 1以上の容器を回動させたときに、容器の上部開口の周辺に位置する周壁を有するものとして構成することもできる。周壁は、起立壁の上部から、ロータの半径方向の外方側に向けて延出する上壁を含んでいる。周壁は、上壁よりも下方に位置し、かつ起立壁から、ロータの半径方向の外方側に向けて延出する下壁をさらに含んでいてもよい。もちろん、上壁および下壁は、必ずしも起立壁と一体的に形成する必要はな、。

[0011] 蒸発抑制手段は、ロータを回転させて容器を回動させたときに上部開口の周辺に位置し、かつ上方に向けて突出した一対の側壁をさらに有するものとされる。一対の側壁は、たとえば起立壁の両端に繋がっている。各側壁は、たとえば 1以上の容器を支持させるときに、容器の回動軸を係合させるための係合部を有するものとされる。

[0012] ロータは、たとえば 1つの容器を支持できるように構成されているとともに、容器を支持させて、ない状態において当該ロータの回転軸心に対して重心が偏心して、る一方、収容空間内に予め設定された量の分離対象液を保持させた状態でロータを所定の回転数で回転させて容器を所定角度まで回動させたときに、ロータおよび容器の全体としての重心が上記回転軸心上に位置するように構成される。

図面の簡単な説明

[0013] [図 1]本発明に係る分析装置の一例を示す全体斜視図である。

[図 2]図 1の分析装置の内部構成を示す平面図である。

[図 3]図 2の III— III線に沿った断面図である。

[図 4]図 2の IV— IV線に沿った断面図である。

[図 5]図 1に示した分析装置における遠心分離装置のロータおよび容器を示す全体斜視図である。

[図 6]図 5に示したロータを裏面側力も見た全体斜視図である。

[図 7]分析装置における検知手段を示す模式図である。

[図 8]図 7に示した検知手段における受光部からの出力例を示すグラフである。

[図 9]遠心分離装置のストツバ部材の全体側面図である。

[図 10]ストツバ部材の動作を説明するための全体正面図である。

[図 11]図 11Aはロータの他の例を示す底面図であり、図 11Bはその断面図である。

[図 12]図 12Aは図 11Aおよび図 11Bに示したロータの動作を説明するための底面図であり、図 12Bはその断面図である。

発明を実施するための最良の形態 [0014] 図 1ないし図 4に示した分析装置 1は、試験片 2A, 2Bを用いて血液における特定成分の濃度分析を行うように構成されたものであり、筐体 3、試験片載置台 4、遠心分離装置 5、位置決め機構 6、ピペット装置 7、および測光機構 8を有している。

[0015] 図 1に良く表れているように、筐体 3は、分析装置 1の外観形状を規定するとともに、各種の要素を収容するためのものであり、前面側に設けられた開口 30を有している。この開口 30は、扉体 31によって開放状態と閉鎖状態とが選択されるようになされている。開口 30が開放された状態では、筐体 3の内部と外部とが連通し、試験片載置台 4および遠心分離装置 5の筐体 3の内部に収容される状態と、それらの大部分が筐体 3の外部に露出する状態と、が選択可能とされている（図 2参照)。

[0016] 筐体 3には、上面の右方側に各種の操作ボタン 32およびディスプレイ 33が設けられ、左方の奥側に記録紙排出口 34が設けられている。各種操作ボタン 32は、測定条件を設定し、あるいは分析装置 1の動作を規定するためのものである。ディスプレイ 33は、測定結果や操作ボタン 32の操作結果などを表示するものである。

[0017] 図 1および図 2に示したように、試験片載置台 4は、試験片 2A, 2Bを載置するためのものであり、第 1スリット 41および複数 (本実施形態では 6個）の第 2スリット 42を有している。

[0018] 第 1スリット 41は、筐体 3の Dl, D2方向に延びるとともに多成分測定用の試験片 2 Aを保持するためのものである。多成分測定用の試験片 2Aは、短冊状の基材 20A の長手方向に並ぶようにして複数 (本実施形態では 5個）の試薬パッド 21Aが設けられたものである。各試薬パッド 21Aのそれぞれは、たとえばグルコース、アルブミン、カルシウムなどの特定成分と反応して呈色する試薬を担持させたものである。

[0019] 一方、第 2スリット 42は、筐体 3の D3, D4方向に延びるとともに単一成分測定用の試験片 2Bを保持するためのものである。単一成分測定用の試験片 2Bは、短冊状の基材 20Bに 1つの試薬パッド 21Bが設けられたものである。試薬パッド 21Bは、たとえばグルコース、アルブミン、カルシウムなどの特定成分と反応して呈色する試薬を担持させたものである。

[0020] 試験片載置台 4は、公知の機構により筐体 3に対して D3, D4方向に移動可能とされている。すなわち、試験片載置台 4は、試験片 2A, 2Bを保持させ、あるいは取り除く場合に筐体 3の外部に第 1および第 2スリット 41, 42が露出した状態とされる一方で、各試薬パッド 21A, 21Bの測光を行う場合に筐体 3の内部に第 1および第 2スリット 41, 42が収容された状態とされる。

[0021] 図 3および図 4に示したように、遠心分離装置 5は、容器 9に保持させた血液から固体成分 (たとえば血球成分)を分離するためのものである。この遠心分離装置 5は、ケ一シング 50およびロータ 51を備えている。

[0022] ケーシング 50は、各種の要素を収容し、それらを一体的に移動させるためのものであり、テーブル 35上を公知の駆動機構 36により D3, D4方向に往復移動可能とされている。ケーシング 50は、 D3, D4方向に往復移動可能とされることにより、遠心分離装置 5 (ロータ 51)が筐体 3の前方にぉ、て露出した状態と、遠心分離装置 5 (ロータ 51)が筐体 3の内部に収容された状態とを選択することができる（図 2参照)。駆動機構 36としては、たとえばラック &ピニオン機構を採用することができる。駆動機構 36としてラック &ピ-オン機構を採用する場合には、ケーシング 50に一体ィ匕されたピ-ォンギア（図示略）がケーシング 50内に配置されたモータ 52により回転駆動され、このピ-オンギアがラック（図示略）と嚙み合うことによりケーシング 50が往復駆動される。

[0023] ケーシング 50は、上壁 50Aに設けられた貫通孔 50aを有している。この貫通孔 50a は、ロータ 51の回転を許容し、かつロータ 51に対する容器 9の着脱を許容するためのものである。上壁 50Aにはさらに、図 7に示したようにピペット装置 7 (図 3および図 4 参照）に装着させるチップ 70を保持するためのチップセット部 53が設けられている。

[0024] 図 3および図 4に示したように、ケーシング 50の内部には、貫通孔 50aの直下に位置するようにモータ 54が配置されている。モータ 54は、ロータ 51に回転力を付与するためのものであり、その回転軸 54Aがロータ 51の底壁 51Aに軸支されている。これにより、モータ 54Aの回転出力は、回転軸 54Aを介してロータ 51に伝達され、ロータ 51が回転駆動される。

[0025] 図 3から図 6に示したように、ロータ 51は、容器 9に収容された血液に遠心力を作用させるためのものであり、容器保持部 55、凸部 56、被検出部 57、および係止穴 58を有している。容器 9としては、収容空間 90Aおよび上部開口 90Bを有する容器本体 9 0と、容器本体 90の上部において、側方に突出する 1対の軸部 91と、各軸部 91の端部に設けられたストツバ部 92と、を有するものが使用される。

[0026] 容器保持部 55は、容器 9を保持するためのものであり、支持壁 55Aおよび収容空間 55Bを有している。

[0027] 支持壁 55Aは、容器 9を支持するとともに、ロータ 51を回転させたときの容器 9の周りの気流を規制するためのものである。この支持壁 55Aは、 2つの側壁 55Aa、奥壁 5 5Ab、上壁 55Acおよび下壁 55Adを有しており、全体がロータ 51の上面から上方に向けて突出している。 2つの側壁 55Aaは、奥壁 55Abの両端に繋がっているとともに、互いに一定間隔隔てて設けられている。各側壁 55Aaは、容器 9の軸部 91を係止するための切欠 55Aeを有している。切欠 55Aeに軸部 91を係止させた状態では、容器 9の周囲が 2つの側壁 55Aaおよび奥壁 55Abによって囲まれるとともに、容器 9 が軸部 91を中心として揺動可能とされている。奥壁 55Abは、ロータ 51を回転させたときに容器 9における上部開口 90Bの正面に位置させるためのものである。上壁 55A cおよび下壁 55Adは、ロータ 51を回転させたときに容器 9における上部開口 90Bの周辺に位置させるためのものである。上壁 55Acは、奥壁 55Abの上端からロータ 51 の半径方向の外方側に向けて延出して、るとともに、 2つの側壁 55 Aaの間を繋ぐように形成されている。一方、下壁 55Adは、上壁 55Adよりも下方位置において、奥壁 55Abからロータ 51の半径方向の外方側に向けて延出しているとともに、 2つの側壁 55Aaの間を繋ぐように形成されている。この下壁 55Adは、円弧状の切欠 55Afを有している。この切欠 55Afは、容器 9の軸部 91を切欠 55Aeに係止させたときに、下壁 55Adが容器 9と干渉しないようにするものである。この切欠 55Afにより、容器 9は、適切な姿勢で吊支される。

[0028] 収容空間 55Bは、各支持壁 55Aの切欠 55Aeに容器 9の軸部 91を係止させた状態の容器 9を収容するとともに、容器 9の揺動を許容するためのものであり、ロータ 51 の半径方向の外方に向けて開放している。この収容空間 55Bは、支持壁 55Aおよびロータ 51に設けられた孔部よって規定されて、る。

[0029] 容器保持部 55に保持された容器 9は、ロータ 51を回転させて遠心力を作用させることにより、上方に向けて回動することができる。このとき、図 5に示したように、容器 9 の上部開口 90Bの前方には、支持壁 55Aの奥壁 55Abが位置するため、上部開口 9 OBを介しての容器 9の内部への気体の流入を抑制することができる。また、容器 9における上部開口 90Bの周辺には、支持壁 55Aにおける 2つの側壁 55Aa、上壁 55A cおよび下壁 55Adが位置するため、このことによつても、容器 9の内部に気体が流入することを抑帘 Uすることができる。

[0030] 凸部 56は、目的量の血液を保持した容器 9を容器保持部 55に保持させた状態でロータ 51を所定の回転数で回転させたときに、ロータ 51および容器 9の全体での重心が、ロータ 51の回転軸上に位置するようにバランスをとるためのものである。

[0031] 係止穴 58は、図 3に示したように、後述する位置決め機構 6を構成するものであり、位置決め機構 6のストツパ部材 61のピン 68を挿入させ、ロータ 51を位置固定するために利用されるものである。この係止穴 58は、ロータ 51の回転軸力もオフセットした位置にお、て上下方向に貫通して、るとともに、ストッパ部材 61の挿入を容易ならしめるために下部が広口となって、る。

[0032] 図 6に示したように、被検出部 57は、ロータ 51における係合穴 58の位置を検出するために利用するものであり、ロータ 51の底壁 51Aに設けられている。この被検出部 57は、第 1被検出部 57Aおよび第 2被検出部 57Bを含んでいる。第 1被検出部 57A は、全体が一様な反射率を有するものであり、一様な幅を有する円弧状に形成されている。一方、第 2被検出部 57Bは、ロータ 51の回転方向に並んだ複数の線条部 5 7Baを含んでおり、係止穴 58に隣接した部分に設けられている。すなわち、第 2被検出部 57Bを検出することにより、係止穴 58の位置を特定することができる。また、係止穴 58の位置を特定することにより、容器保持部 55を検出することもできる。第 1および第 2被検出部 57A, 57Bは、たとえば黒色塗料を印刷あるいは塗布することにより同時に形成することができる。このような被検出部 57は、被検出部を凹凸として形成する場合のように、被検出部 57の形状がロータ 51の重心バランスに影響を与えることは少ない。そのため、被検出部 57を設けることによって、ロータ 51の設計が困難となることもない。

[0033] 位置決め機構 6は、遠心分離操作の終了後に容器 9を定位置に位置させるためのものであり、上述したロータ 51の係止穴 58の他、検知手段 60、テーブル 35の一対のレール 35Aおよびストッパ部材 61を含んでいる。 [0034] 図 7に示したように、検知手段 60は、ロータ 51の底壁 51Aに光を照射したときの反射光力も被検出部 57における第 2被検出部 57Bを検知することによって、ロータ 51 における係止穴 58ひいては容器保持部 55の位置を特定するのに利用されるものである。この検知手段 60は、反射型フォトセンサ 62およびローパスフィルタ 63を備えており、ロータ 51の底壁 51Aに対向するように配置されている。より具体的には、検知手段 60は、遠心分離装置 5のケーシング 50の内部に固定されたガイドフィン 59の上面 59Aに配置されている。

[0035] 反射型フォトセンサ 62は、光源部 64および受光部 65を有している。光源部 64は、ロータ 51の底壁 51Aに光を照射するためのものであり、たとえば LED素子を含むものとして構成される。光源部 64は、第 2被検出部 57Bに対して、各線状部 57Baの幅および複数の線状部 57Baの間隔よりもスポット径が大きぐ第 2被検出部 57Bの全体の寸法よりもスポット径の小さな光を照射可能とされる。このような光源部 64の機能は、光源部 64の種類および光源部 64とロータ 51の底壁 51Aまでの距離を選択することにより達成される。受光部 65は、ロータ 51の底壁 51Aを反射した光を受光するためのものであり、たとえばフォトダイオード素子を含むものとして構成される。一方、口一パスフィルタ 63は、受光部 65から出力される電気信号のうち、高周波成分を除去するためのものであり、受光部 65の出力部 65Aに接続されている。

[0036] 検知手段 60においては、図 8を参照すれば分力るように、第 1被検出部 57Aに光源部 63からの光が照射されているときには受光部 65での受光量が最も小さくなる一方で、第 1および第 2被検出部 57A、 57B以外の部分力の光が照射されているときには受光部 65での受光量が最も大きくなる。そして、第 2被検出部 57Aに光源部 64 力もの光が照射されているときには、中間レベルの受光量となる。そのため、ロータ 5 1を図 5の D5方向に回転させた場合には、受光部 65からの出力は、ハイレベル→中間レベル→ローレベルが繰り返される。また、受光部 65の出力部 65Aは、ローパスフィルタ 63に接続されているので、第 2被検出部 57Bに光を照射したときに、受光部 6 5において高周波な信号が出力されたとしても（図 8の仮想線参照）、ローパスフィルタ 63において中間レベルの信号に変換される。したがって、検出手段 60においては、ローパスフィルタ 63からの出力を、ローレベル、ハイレベル、あるいは中間レベルとして区別して認識することができ、それらのレベルのうちの中間レベルの信号を確認することにより、第 2被検出部 57Bを検出することができる。

[0037] 検知手段 60はさらに、ロータ 51の回転数を検知する役割をも有している。検知手段 60における回転数の検知は、たとえばローパスフィルタ 63からの出力力ローレベル力ハイレベルに変化する時点（図 8の符号 T)をカウントすることにより行うことができる。

[0038] このような検出手段 60は、電気的あるいは磁気的手法により被検出部を検出する方法に比べて構成が簡易であり、またコスト的に有利に構築することができる。また、上述の検出手段 60では、ロータ 51を回転させるための手段として、積極的にパルスモータを使用する必要もなく、この点にお、て装置の小型化を達成することが容易となる。

[0039] 図 3に示したように、一対のガイドレール 35Aは、後述する位置決め機構 6におけるストッパ部材 61を移動させるためのものである。各ガイドレール 35Aは、上方に向けて突出したものであり、高さの異なる 2つの平坦面 35Aa, 35Abと、これらの平坦面 3 5Aa, 35Abの間を繋ぐ傾斜面 35Acと、を有している。

[0040] 図 9および図 10に示したように、ストッパ部材 61は、ロータ 51の位置を固定するときに利用されるものであり、上下方向に移動可能とされている。このストッパ部材 61は、支持部 66、ローラ 67、およびピン 68を有している。

[0041] 支持部 66は、遠心分離装置 5におけるケーシング 50の底壁 50Bに設けられた貫通孔 50bを介して、ケーシング 50から突出している。

[0042] ローラ 67は、テーブル 35におけるガイドレール 35Aの平坦面 35Aa, 35Abおよび傾斜面 35Ac上をストツパ部材 61が移動できるようにするためのものであり、支持部 6 6に回転可能に固定されている。

[0043] ピン 68は、ロータ 51の位置を固定するときに、ロータ 51の係止穴 58に挿入するためのものであり、支持部 66から上方に向けて突出している。このピン 68は、上部がケ一シング 50内に固定されたガイドフィン 59の貫通孔 59Bに揷通されている一方で、下部がケーシング 50における底壁 50Bの貫通孔 50bに揷通されており、各貫通孔 5 Ob, 59Bに対して相対的に上下動可能とされている。ガイドフィン 59と支持部 66との間には、コイルパネ 69が配置されている。このため、支持部 66は、下方に向けて付勢され、各ローラ 67がガイドレール 35Aに当接されている。

[0044] このストッパ部材 61は、上述のように、ピン 68がケーシング 50およびガイドフィン 59 の貫通孔 50b, 59Bに揷通された状態で各ローラ 67がガイドレール 35Aに当接するように下方側に付勢されている。そのため、ケーシング 50が移動した場合には、ローラ 67がガイドレール 35A上を回転しつつ、ケーシング 50とともに移動する。そして、ガイドレール 35Aにおけるローラ 67が移動する部位の高さに応じて、ピン 68の位置が上下動する。たとえば、図 10の右側力も左側に向けてストッパ部材 61が移動した場合、つまりローラ 67がガイドレール 35A上を平坦面 35Ab→傾斜面 35Ac→平坦面 35Aaといった経路を迪つて移動した場合には、ローラ 67が傾斜面 35Acを登っていく際にピン 68が上動する。これとは逆の経路を迪る場合には、傾斜面 35Acを下る際にピン 68が下動する。このように、ピン 68ひいてはストッパ部材 61はケーシング 50 の移動に伴って上下動可能とされており、ピン 68の上端位置は、ローラ 67が低位の平坦面 35Ab上に位置する場合にはロータ 51の底面よりも低ぐローラ 67が高位の平坦面 35Aa上に位置する場合にはロータ 51の底面よりも高くなるような範囲で上下可能とされている。

[0045] ここで、ロータ 51の係止穴 58は、被検出部 57の第 2被検出部 57Bが検出手段 60 の反射型フォトセンサ 62に対向したときに、ピン 68の上方位置するように設けられている。そのため、ピン 68の上方に係止穴 58が位置する状態でピン 68を上動させれば、係止穴 58内にピン 68の先端部が挿入され、ロータ 51がロックされて、その回転が制限される。このとき、係止穴 58の下部のほうが広口とされているから、係止穴 68 へのピン 68の挿入が比較的簡易に、し力も確実に行える。

[0046] 図 3および図 4に示したように、ピペット装置 7は、遠心分離後における容器 9内の分離上澄み液 (血漿)を採取し、これを試験片 2A, 2Bの試薬パッド 21A, 21Bに点着するためのものであり、上下方向および水平方向に移動可能とされている。このピペット装置 7は、チップ 70が装着されるノズル部 71を有しており、外部からの動力によりノズル部 71から空気を吸引する状態と、ノズル部 71内の空気を排出する状態とを選択可能とされている。したがって、ノズル部 71にチップ 70を装着するとともにノズル部 71内の空気を排出した状態で液体内にチップ 70の先端を差し込み、ノズル部 71 内に空気を吸引する状態とすれば、チップ 70内に液体が吸引される。この状態からノズル部 71内の空気を排出すれば、チップ 70内に保持された液体が吐出される。

[0047] 図 2および図 4に示した測光機構 8は、試験片 2A, 2Bの試薬パッド 21A, 21Bに光を照射する一方で、試薬パッド 21A, 21Bからの反射光を受光するためのものである。この測光機構 8は、図外の発光要素および受光要素を有している。発光要素は試験片 2A, 2Bの試薬パッド 21A, 21Bに対して光を照射するためのものであり、たとえば LEDランプなどにより構成されている。一方、受光要素は、試薬パッド 21A, 2 1Bからの反射光を受光するためのものであり、たとえばフォトダイオードにより構成されている。

[0048] 次に、分析装置 1を用いた血液分析動作について説明する。

[0049] 分析装置 1を用いて血液の分析を行う場合、まず血液を遠心分離して試料の調整を行う。血液の遠心分離は、血液を保持させた容器 9をロータ 51に支持させた後に、ロータ 51を回転させることにより行われる。

[0050] ロータ 51への容器 9のセットは、筐体 3の扉体 31を開けて遠心分離装置 5を筐体 3 の手前側に位置させた状態で行われる。この状態は、たとえば扉体 31を開けた後、所定の操作ボタン 32を押下することにより自動的に達成される。すなわち、ユーザのボタン操作によって、駆動機構 36が作動し、遠心分離装置 5が筐体 3の外部に突出した状態とされる。また、扉体 31を開けることにより、自動的に遠心分離装置 5が移動するように構成することもでき、遠心分離装置 5を移動させるときに、試験片載置台 4 が自動的に移動するように構成してもよい。次いで、ロータ 51における側壁 55Aaの切欠 55Aeに容器 9の軸部 91を係止することにより、ロータ 51に容器 9がセットされる。このとき、容器 9は、下壁 55Adに切欠 55Afが設けられていることから、下壁 55Ad に邪魔されることなぐロータ 51の支持壁 55Aに対して垂直状態で支持される。

[0051] 一方、ロータ 51の回転は、筐体 3の内部に遠心分離装置 5を収容させた状態において行われる。この状態は、たとえばユーザが所定の操作ボタン 32を押下することにより達成される。ロータ 51へ容器 9をセットした状態で遠心分離装置 5を筐体 3の内部に収容された場合には、たとえば所定の操作ボタン 32を押下することにより、ロータ 5 1が回転させられる。また、扉体 31を閉めることにより、ユーザのボタン操作に依らずに、自動的にロータ 51が回転するようにしてもよい。ロータ 51を回転させた場合には、容器 9に遠心力が作用し、容器 9が軸部 91を中心として回動して水平状態となる。この水平状態では、容器 9は、支持壁 55Aによって囲まれた状態とされるとともに、容器 9に収容された血液に対して容器 9の底側に向けた遠心力が作用させられる。遠心力が作用させられた血液は、固体成分 (血球成分)と血漿 (上澄み液）に分離される。なお、ロータ 51の回転数は、たとえば、 8000〜9000rpm(1500〜2000G)とされる。

[0052] このようにしてロータ 51を回転させた状態では、遠心力の作用により、ロータ 51の中心力外方に向けた気流が生じる。上述したように、水平状態の容器 9は、上部開口 90Bおよびその周辺が支持壁 55A(2つの側壁 55Aa、奥壁 55Ab、上壁 55Acおよび下壁 55Ad)によって囲まれている。このため、容器 9の周りにおいては、支持壁 55Aに沿った気流が生じ、容器 9の上部開口 90Bに気体が流入するのが抑制される。その結果、遠心分離操作によって、容器 9に保持された試料が蒸発するのを抑制することができ、試料の濃度が不当に変化しまうことを抑制することができる。また、容器 9の内部への気体の流入の抑制は、ロータ 51の構成要素である支持壁 55Aによつて達成されている。そのため、容器 9の内部への気体の流入を抑制するために、容器 9に蓋を設け、あるいは容器 9や蓋の開口径を積極的に小さく設定する必要はない。その結果、蓋がない分だけ容器の部品点数が少なくなるために、容器 9を製造する際の作業性が向上するとともに材料コストを低減することができる。その上、容器 9 の上部開口 90Bを相対的に大きく設定することが可能であるため、ピペット装置 7によって容器 9の内部の液体を採取するための位置決めは、容器に蓋を設ける場合などに比べてラフでよくなる。これにより、分析装置 1の装置構成を簡略化でき、製造コストを抑制することが可能となる。

[0053] 血液分析操作にお!、ては、血液の遠心分離操作に前後して、試験片載置台 4に試験片 2A, 2Bをセットする。試験片 2A, 2Bのセットは、試験片載置台 4を筐体 3の手前側に移動させ、第 1スリット 41および第 2スリット 42のそれぞれを露出させた状態で行われる。この状態は、たとえば遠心分離装置 5の場合と同様に、所定の操作ボタン Bを押下することにより、あるいは扉体 31を開けることにより自動的に達成される。また、試験片載置台 4に試験片 2A, 2Bをセットした場合には、試験片載置台 4を筐体 3 の内部に移動させた後に、扉体 31が閉められる。試験片載置台 4の筐体 3の内部への移動は、遠心分離装置 5の場合と同様にして行われる。

[0054] 試験片載置台 4セットすべき試験片 2A, 2Bは、測定すべき特定成分の種類に応じて選択される。先にも触れたように、複数の特定成分の測定を行う場合には、図 2〖こ良く表れているような多成分測定用の試験片 2Aが試験片載置台 4における第 1スリット 41にセットされる。一方、多成分測定用の試験片 2Aでは対応できない特定成分につ!/、て、ある!/、は多成分測定用の試験片 2Aにお、て測定可能な特定成分のうちの 1つの特定成分についてのみ測定を行う場合には、単一成分測定用の試験片 2B が第 2スリット 42に個別にセットされる。

[0055] なお、本実施形態では、多成分測定用の試験片 2Aのみをセットして測定を行うものとして以下の説明を行うこととする。また、容器 9や試験片 2Aのセットに前後して、遠心分離装置 5のチップセット部 53にチップ 70をセットしておく。

[0056] 以上のようにして血液の遠心分離および試験片 2Aのセットが完了した場合には、特定成分の濃度が自動的に測定される。分析装置 1における測定は、試薬パッド 21 Aに上澄み液 (血漿)を点着した後に、試薬パッド 21Aの呈色状態を光学的手法により測定することにより行われる。

[0057] 試薬パッド 21Aに対する上澄み液の点着は、ロータ 51の容器保持部 55 (係止穴 5 8)が目的とする位置となるようにロータ 51の回転を停止させる一方で、ロータ 51の位置を先の位置に固定した状態で行われる。目的位置へのロータ 51の固定は、位置決め機構 6を利用して行われる。この位置決め機構 6を利用したロータ 51の固定は、検知手段 60により被検出部 57における第 2被検出部 57Bを検出するステップ、ロータ 51を位置合わせするステップ、およびロータ 51を固定するステップを含んでいる。

[0058] 第 2被検出部 57Bを検出するステップは、ロータ 51を少しずつ間欠的に回転させ、あるヽは低速回転させた状態で、ロータ 51の底壁 51 Aに対して連続的に光を照射したときの反射光に基づいて行われる。すなわち、ロータ 51の底壁 51Aに対して検知手段 60における反射型フォトセンサ 62の光源部 64の光を照射した場合には、光が照射された部位に応じて、反射型フォトセンサ 62の受光部 65 (ローパスフィルタ 63) から、ハイレベル、ローレベル、あるいは中間レベルの信号が出力される。そして、第 2被検出部 57Bに対応する部分に光を照射した場合には、中間レベルの信号が出力される。そのため、検出手段 60において中間レベルの信号が出力されたことを確認することにより、第 2被検出部 57Bを検出することができる。

[0059] ロータ 51を位置合わせするステップは、第 2被検出部 57Bに光が照射されている状態 (検出手段 60において中間レベルの信号が確認されている状態）にロータ 51を停止させることにより行われる。ここで、第 2被検出部 57Bを光源部 64に対向させた状態では、係止穴 58がピン 68の上方に位置している。

[0060] ロータ 51の固定は、ストッパ部材 61のピン 68を、ロータ 51の係止穴 58に挿入することにより行われる。すなわち、第 2被検出部 57Bを光源部 64に対向させた状態では、係止穴 58がピン 68の上方に位置しているため、ピン 68を上動させることにより、係止穴 58にピン 68が挿入される。係止穴 58に対するピン 68の挿入は、遠心分離装置 5 (ケーシング 50)を駆動機構 36によって D3方向に移動させることにより行われる。すなわち、 D3方向にケーシング 50を移動させた場合には、ケーシング 50とともにストツパ部材 61も移動し、ストッパ部材 61のローラ 67がガイドレール 35A上を移動する。ガイドレール 35Aの上面は低位の平坦面 35Ab、傾斜面 35Ac、高位の平坦面 35 Aaと変化する力これに伴ってストッパ部材 61が上動する。そして、係止穴 58がピン 68の上方に位置しているため、ストッパ部材 61が上動すると、そのピン 68の先端部が係止穴 58に挿入される。これにより、ロータ 51がロックされてその回転が制限され、容器 9は目的とする部位に位置した状態とされる。

[0061] 試薬パッド 21Aに対する上澄み液の点着は、ピペット装置 7のノズル部 71にチップ 70を装着した後、血漿の吸引および吐出を、測定すべき試薬パッド 21Aの数に応じた回数繰り返すことにより行われる。また、血漿の吸引を一回とし、血漿の吐出を複数回行ってもよい。

[0062] チップ 70の装着は、遠心分離装置 5のケーシング 50に設けられたチップセット部 5 3の上方に、ピペット装置 7を移動させた後にさらにピペット装置 7を下動させ、チップ 70内にノズル部 71を挿入することにより自動的に行われる。 [0063] 血漿の吸引は、外部動力によりノズル部 71内の空気を排出した状態として、ピぺット装置 7を容器 9の上方に移動させた後にピペット装置 7を下動させてチップ 70を上澄み液 (血漿）中に挿入し、外部動力によりノズル部 71内の空気を吸引することにより行われる。そうすれば、チップ 70内に負圧が発生して上澄み液が吸引され、チップ 70内に血漿が保持される。

[0064] 一方、血漿の吐出は、ピペット装置 7を目的とする試薬パッド 21A上に移動させた後に、外部動力によりノズル部 71内の空気を再び排出することにより行われる。試薬ノ^ド 21Aに血漿を点着すれば、試薬パッド 21Aに含浸された試薬と血漿内の特定成分とが反応し、特定成分の濃度に応じて試薬が呈色する。

[0065] 試薬パッド 21Aの呈色状態の測光は、測光機構 8を利用して行われる。この測光機構 8においては、 D2方向に移動させつつ試薬パッド 21Aに対して光を照射し、そのときの反射光が受光される。そして、各試薬パッド 21Aに対応する測光機構 8から出力に応じて各試薬パッド 21Aの呈色の程度、ひ、ては血漿に含まれる特定成分の濃度が演算される。

[0066] 本発明は、上述した実施に形態において採用された構成には限定されない。遠心分離装置におけるロータとしては、たとえば図 11および図 12に示したような構成を採用することちでさる。

[0067] 図 11Aおよび図 11Bに示したように、ロータ 51/ は、支持壁 55 の構成が先に説明した分析装置 1のロータ 51 (図 5および図 6参照）とは異なっている。支持壁 55A ' は、 2つの側壁 55Aa' および奥壁 55Ab' を有しており、各側壁 55 Aa^ に対して、奥壁 55Ab' 力ータ 51/ の半径方向に移動可能とされている。各側壁 55Aa ' は、切欠 55AcT および溝部 55Ae' を有している。切欠 55AcT は、容器 9の軸部 91を係止するためのものである。溝部 55Ae' は、奥壁 55Ab' の移動をガイドするためのものであり、ロータ 51/ の略半径方向に延びている。奥壁 55Ab' は、各側壁 55Aa^ の溝部 55A に係合させるための 2つの凸部 55Af' を有しているとともに、ロータ 51/ に設けられたフィン 55Ag' に対してコイルパネ 55Ah' を介して接続されている。奥壁 55Ab' は、ロータ 51/ を回転させていない状態においては、容器 9から一定距離離間した部位に位置している。一方、図 12Aおよび図 12Bに示したように、ロータ 51/ を目的とする回転数で回転させた場合には、奥壁 55Ab' に遠心力が作用する。これにより、奥壁 55Ab' は、コイルパネ 55Ah' を伸長させつつ側壁 55Aa^ の溝部 55A にガイドされつつロータ 51/ の外方に向けて移動する。その結果、容器 9の上部開口 90Bは、奥壁 55Ab' によって塞がれ、容器 9の内部にはロータ 51/ を回転させているときに空気が流入することはない。

図 11および図 12に示したロータ 51/ においては、ロータ 51/ を回転させたときに、容器 9における上部開口 90Bの周辺に位置するように上壁を設けてもよい。この上壁は、奥壁 55Ab' の上部からロータ 51/ の半径方向の外方側に向けて延出し、あるいは 2つの側壁 55Aa' の間を橋渡すものとして構成することもできる。

Claims

請求の範囲

[1] 上部開口が設けられた 1以上の容器を揺動可能に支持し、かつ上記 1以上の容器に遠心力を作用させるために回転させられるロータを備えた遠心分離装置であって、上記ロータは、上記 1以上の容器に収容された分離対象液が、上記ロータを回転させたときに、蒸発するのを抑制するための蒸発抑制手段を備えている、遠心分離装置。

[2] 上記蒸発抑制手段は、上記 1以上の容器を支持した上記ロータを回転させたときに

、上記 1以上の容器の周りにおける空気の流れを規制するように構成されている、請求項 1に記載の遠心分離装置。

[3] 上記蒸発抑制手段は、上記ロータを回転させて上記 1以上の容器を回動させたときに、上記上部開口の正面に位置する起立壁を有している、請求項 2に記載の遠心分離装置。

[4] 上記起立壁は、上記ロータに一体的に形成されている、請求項 3に記載の遠心分離装置。

[5] 上記起立壁は、上記ロータの半径方向に移動可能とされている、請求項 3に記載の遠心分離装置。

[6] 上記起立壁は、上記ロータを回転させたときに遠心力によって上記半径方向における外方側に移動するように構成されて、る、請求項 5に記載の遠心分離装置。

[7] 上記蒸発抑制手段は、上記ロータを回転させて上記 1以上の容器を回動させたときに、上記上部開口の周辺に位置する周壁をさらに有している、請求項 3に記載の遠心分離装置。

[8] 上記周壁は、上記起立壁の上部から、上記ロータの半径方向の外方側に向けて延出する上壁を含んでいる、請求項 7に記載の遠心分離装置。

[9] 上記周壁は、上記上壁よりも下方に位置し、かつ上記起立壁から、上記ロータの半径方向の外方側に向けて延出する下壁を含んで!/、る、請求項 8に記載の遠心分離装置。

[10] 上記蒸発抑制手段は、上記ロータを回転させて上記 1以上の容器を回動させたときに上記上部開口の周辺に位置し、かつ上方に向けて突出した一対の側壁をさらに有している、請求項 3に記載の遠心分離装置。

[11] 上記一対の側壁は、上記起立壁の両端に繋がっている、請求項 10に記載の遠心分離装置。

[12] 上記各側壁は、上記 1以上の容器を支持させるときに、上記容器の回動軸を係合させるための係合部を有して、る、請求項 10に記載の遠心分離装置。

[13] 上記ロータは、 1つの容器を支持できるように構成されているとともに、上記容器を支持させて、ない状態において当該ロータの回転軸心に対して重心が偏心して!/、る一方、上記収容空間内に予め設定された量の分離対象液を保持させた状態で上記ロータを所定の回転数で回転させて上記容器を所定角度まで回動させたときに、上記ロータおよび上記容器の全体としての重心が上記回転軸心上に位置するように構成されている、請求項 1に記載の遠心分離装置。

[14] 試料に含まれる固体成分を液体成分から分離するための遠心分離装置を備え、かつ試料に含まれる 1以上の成分を分析するための分析装置であって、

上記遠心分離装置は、上部開口が設けられた 1以上の容器を揺動可能に支持し、かつ上記 1以上の容器に遠心力を作用させるために回転させられるロータを備えており、

上記ロータは、上記 1以上の容器に収容された分離対象液が、上記ロータを回転させたときに、蒸発するのを抑制するための蒸発抑制手段を備えている、分析装置。

[15] 上記蒸発抑制手段は、上記 1以上の容器を支持した上記ロータを回転させたときに

、上記 1以上の容器の周りにおける空気の流れを規制するように構成されている、請求項 14に記載の分析装置。

[16] 上記蒸発抑制手段は、上記ロータを回転させて上記 1以上の容器を回動させたときに、上記上部開口の正面に位置する起立壁を有している、請求項 15に記載の分析装置。

[17] 上記起立壁は、上記ロータに一体的に形成されている、請求項 16に記載の分析装置。

[18] 上記起立壁は、上記ロータの半径方向に移動可能とされている、請求項 16に記載の分析装置。

[19] 上記起立壁は、上記ロータを回転させたときに遠心力によって上記半径方向における外方側に移動するように構成されている、請求項 18に記載の分析装置。

[20] 上記蒸発抑制手段は、上記ロータを回転させて上記 1以上の容器を回動させたときに、上記上部開口の周辺に位置する周壁をさらに有している、請求項 16に記載の分析装置。

[21] 上記周壁は、上記起立壁の上部から、上記ロータの半径方向の外方側に向けて延出する上壁を含んでいる、請求項 20に記載の分析装置。

[22] 上記周壁は、上記上壁よりも下方に位置し、かつ上記起立壁から、上記ロータの半径方向の外方側に向けて延出する下壁を含んで!/、る、請求項 21に記載の分析装置

[23] 上記蒸発抑制手段は、上記ロータを回転させて上記 1以上の容器を回動させたときに、上記上部開口の周辺に位置し、かつ上方に向けて突出した一対の側壁をさらに有している、請求項 16に記載の分析装置。

[24] 上記一対の側壁は、上記起立壁の両端に繋がっている、請求項 23に記載の分析装置。

[25] 上記各側壁は、上記 1以上の容器を支持させるときに、上記容器の回動軸を係合させるための係合部を有している、請求項 24に記載の分析装置。

[26] 上記ロータは、 1つの容器を支持できるように構成されているとともに、上記容器を支持させて、ない状態において当該ロータの回転軸心に対して重心が偏心して!/、る一方、上記収容空間内に予め設定された量の分離対象液を保持させた状態で上記ロータを所定の回転数で回転させて上記容器を所定角度まで回動させたときに、上記ロータおよび上記容器の全体としての重心が上記回転軸心上に位置するように構成されている、請求項 14に記載の分析装置。