JP2000046841A

JP2000046841A - 自動測定装置

Info

Publication number: JP2000046841A
Application number: JP10217201A
Authority: JP
Inventors: Naruhito Ishihara; 成仁石原
Original assignee: Tosoh Corp
Current assignee: Tosoh Corp
Priority date: 1998-07-31
Filing date: 1998-07-31
Publication date: 2000-02-18
Also published as: US6358471B1; DE69927449T2; EP0977038A2; EP0977038B1; DE69927449D1; EP0977038A3

Abstract

(57)【要約】【課題】小型で製造コストが安く、検体容器及び反応容
器の搬送のための可動部を極力廃することで頻繁なメン
テナンスを不要にできる自動測定装置を提供すること。【解決手段】上部開口を有する検体容器と上部開口を有
する反応容器を混在した状態で搬送するための環状コン
ベア、該コンベアを駆動する搬送手段、検体容器から検
体を一定量取得し反応容器に吐出する分注手段及び分注
手段を水平及び垂直方向に移動する移動手段を有する自
動測定装置であって、移動手段による分注手段の水平方
向軌道が搬送手段による容器搬送軌道の一部と一致する
ことを特徴とする自動測定装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば血液、血
清、血漿、尿等の検体中に含まれる微量成分を、例えば
生化学的又は免疫学的な反応を行って定量するための自
動測定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、検体と反応容器を各異なるコ
ンベアやターンテーブル等を用いて搬送し、この過程で
一定量の検体を吸引し、反応容器に吐出し、必要な反応
を生じさせた後に測定する測定装置が知られている（例
えば特開平３−５１７６２号公報参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の装置では、検体
容器と反応容器を異なるコンベア等を用いて搬送するた
め、独立した２以上のコンベア等が要求されるという課
題がある。この結果装置は大型化し、高コスト化し、可
動部が増加して定期的なメンテナンスが必要になる。ま
たコンベア等が多数になると、これらを駆動する搬送手
段数も増加し、かつ、それらの制御が複雑になるという
課題もある。

【０００４】検体容器中の検体は、必ずしもその全量が
測定に供されるわけではなく、通常は分注手段を用いて
一定量の検体を吸引し、反応容器に吐出する。従って、
従来のように検体容器と反応容器を異なるコンベア等で
搬送する場合、検体容器から反応容器に至る水平方向
（水平方向）での分注手段の移動距離が長距離化し、か
つ、移動手段も複雑になるという課題もある。

【０００５】そこで本発明の目的は、小型で製造コスト
が安く、検体容器及び反応容器の搬送のための可動部を
極力廃することで頻繁なメンテナンスを不要にできる自
動測定装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者は、前記目的を
達成すべく鋭意検討した結果、本発明を完成するに至っ
た。即ち本発明は、上部開口を有する検体容器と上部開
口を有する反応容器を混在した状態で搬送するための環
状型コンベアと該コンベアを駆動する搬送手段、検体容
器から検体を一定量取得し反応容器に吐出する分注手段
及び分注手段を水平及び垂直方向に移動する移動手段を
有する自動測定装置であって、移動手段による分注手段
の水平方向軌道が搬送手段による容器搬送軌道の一部と
一致することを特徴とする自動測定装置である。以下、
本発明の自動測定装置を免疫反応を利用して検体中の微
量成分を測定するための自動免疫測定装置に適用した実
施の形態に基づき詳細に説明する。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１〜１０は、本発明の一実施形
態の全体を示す図である。

【０００８】図１に示したようにコンベアは、概ね長方
形に展開された環状の無限軌道であり、不図示のモータ
と連結された搬送手段１により図中矢印ａ方向に駆動さ
れる。その駆動に従って、コンベア上の検体容器及び反
応容器を矢印ａ方向に搬送する。コンベアは、検体容
器及び反応容器を混在した状態で搬送できるものであれ
ば制限はないが、分注手段による検体の吸引、吐出を容
易ならしめるために各容器間の離間距離を一定に保った
まま搬送できるものが特に好ましい。容器間の離間距離
を一定に保つためには、コンベア上に容器の外径（外
形）に適合した凹部等を設けることが例示できる。

【０００９】コンベアは、搬送手段１により駆動される
が、搬送手段としては図１モータと連結されたローラや
スプロケットを例示できる。特にスプロケット等の突起
部を有する搬送手段を用い、一方でコンベアに該突起部
との係合部を形成すると、コンベア駆動中に何らかの負
荷がかかったときにコンベアが滑って容器搬送に障害が
生じるのを防止できる等、容器搬送を確実ならしめるこ
とができる。なお、図１においては４個のスプロケット
を使用しているが、これら全てがモータと連結されてい
る必要はなく、例えば対抗する頂角に位置するスプロケ
ットを駆動用とし、他の２つを単なる転輪とすることも
できる。

【００１０】コンベアについては後述するが、本例では
検体容器と反応容器を合計で５６個搬送可能である。こ
こで搬送可能な容器の数に制限はない。また図１ではコ
ンベアを長方形状にしているが、コンベアを展開する形
状にはなんら制限はなく、コンベア搬送手段の構成を容
易にできる楕円形状とすることもできる。しかし、後述
するように分注手段の水平方向移動軌道と容器搬送軌道
を一致させるためにはコンベアが直線的に駆動される部
分を有し、かつ、コンベアの回転をスムースとするため
に４〜５角形の形状とすることが特に好ましい。

【００１１】図中６は検体容器から検体を一定量吸引し
反応容器に吐出する分注手段である。分注手段は不図示
の移動手段により水平及び垂直方向に移動されるが、そ
の水平方向の移動軌道（図中矢印ｂ）は容器搬送軌道の
一部と一致するように構成されている。

【００１２】図２及び図３は、図１に示した、本発明に
おける好適なコンベアを構成する基本部品等を示す図で
ある。コンベアは、前記したようにスプロケット等の突
起部を有する移送手段を用いて駆動すること、及び、コ
ンベア上に移送される容器の外径（外形）に適合した凹
部を有すること、が特に好ましい。これらを満足するコ
ンベアの一例として、図２に示したように、各１個の円
筒形の挿入部１２と円筒形の被挿入部１３が一体となっ
た基本部品を連結して構成されるコンベアを例示でき
る。該基本部品を用い、挿入部１２の下部を挿入部と勘
合できる形状・寸法の中空部を有する被挿入部１３に挿
入、嵌合して連結することにより、図３に示したように
各円筒形の中心の離間距離が一定で、かつ、各連結部で
水平方向に屈曲自由な無限軌道を形成できるが、ここで
挿入部１２の下部と被挿入部の間隙が図１におけるスプ
ロケット１の突起部との係合部となる。基本部品におけ
る挿入部１２を中空にしておけば、該部分を検体容器や
反応容器を保持するための凹部として利用できる。

【００１３】図４及び図５は、図２及び図３で示した基
本部品における挿入部１２を中空１４とし、検体容器や
反応容器を保持するための凹部として使用する例を示す
図である。これらの図は、コンベアの基本部品を断面で
示す。中空部１４の深さや開口径は保持しようとする検
体容器や反応容器等の長さ、外形等を考慮して適宜決定
できる。例えば図９に示したように、容器が幅広のつば
を有するカップ状のものである場合には、中空部の開口
付近に該つばの係止部を設けておき、両者の係止により
容器が中空部に保持されるようにすることができる。

【００１４】例えば使用する検体容器の外径が一定でな
い場合には、基本部品の挿入部の中空部１４の底面に、
容器を挿入した場合にその中心が概ね挿入部の中空部１
４の中心に位置づけられるようにするため、すり鉢状の
傾斜を与えることが好ましい。検体容器の外径が異なる
場合としては、例えば一般に使用されている種々外径の
真空採血管を検体容器として本発明の自動測定装置に供
する場合が例示できる。このように、底面にすり鉢状の
傾斜を与えることに加え、中空部１４の内壁に弾性体１
５を設けることが特に好ましい。弾性体１５は、中空部
１４の壁面に設けられた溝１６にはめ込む等して取り付
ければ良い。図５に示したように、比較的太い容器１７
を保持する場合、弾性体１５は内壁に押しつけられ、比
較的細い容器１８を保持する場合、前記傾斜と各弾性体
の作用によって容器中心が概ね中空部１４の中心に位置
づけられる。弾性体は図示したような板バネのようなも
のの他に、ゴム等を用いれば良いが、その作用によって
容器中心が概ね中空部１４の中心に位置づけられるよう
に構成し配置する。

【００１５】検体容器や反応容器は、図５に示したよう
に円筒状チューブを例示できるが、図８や図９等に例示
したようなカップ状の容器２３や２６も使用できる。カ
ップ状の容器を使用する場合には、例えばコンベアの基
本部品の挿入部１２の中空部１４の深さを該カップに適
合した深さとするか、又は、図８等に示したような、カ
ップの底面に適合した凹部を有する上部と中空部に適合
した下部とからなるアダプター２５を用いることが好ま
しい。特にアダプターを用いることにより、図６等に例
示したように、比較的長い容器とカップ状容器の両者を
混在した状態で使用することが可能となり好ましい。こ
の場合には、例えば検体容器を比較的長い円筒状の容器
又はアダプターを必要としないカップ状容器とし、反応
容器としてアダプターを必要とするカップ状容器と予め
決定して使用すれば、後述するように該アダプターの形
状に基づいて両容器の種別を検出することが容易にな
る。上記の例において、容器中心を概ね中空部１４の中
心に位置づけるのは、後の分注手段による吸引吐出の際
の分注手段の移動制御を容易ならしめるためである。こ
の目的のためには必ずしも容器中心を中空部中心に位置
づける必要はなく、例えば規則的に容器を中空部の内壁
に接するように位置付ける等することもできる。そのた
めには、中空部１４の底を平面とし、容器を内壁に対し
て一方向から押し付けるように弾性体を設けることが例
示できる。

【００１６】図１において、分注手段６は不図示の移送
手段により水平方向（図中矢印ｂ）及び垂直方向（垂直
方向、図中矢印ｃ）に移動されるが、本発明では、図中
矢印ｂで示される分注手段の水平方向軌道が上述した搬
送手段による容器搬送軌道の一部と一致することを特徴
とする。

【００１７】分注手段自体は、従来から公知の、ノズル
先端部に使い捨てチップを装着可能で、例えば新たな検
体を吸引吐出する毎にチップを新たなものと交換するタ
イプ（ディスポーサブルタイプ）の分注手段であって
も、ノズル先端を交換することなしに、複数の検体につ
いて吸引吐出を行うタイプ（パーマネントタイプ）のも
のであっても良い。検体間の相互汚染の可能性を排除す
るという点ではディスポーザブルタイプのものが好まし
いが、装置の簡便な構成を可能とし、更には製造コスト
の低減とメンテナンスの低減を実現する目的ではパーマ
ネントタイプのものが好ましい。

【００１８】パーマネントタイプの分注手段を採用する
場合には、図１に示したように、ノズル洗浄水の供給ポ
ート７とノズル洗浄により検体で汚染された洗浄水が自
動的に廃棄される廃液ポート８を具えた洗浄手段を配置
し、該手段を用いて異なる検体について吸引吐出を行う
前にノズル先端を洗浄することにより、検体間の相互汚
染を回避できる。なお洗浄手段は、図１中の搬送手段に
よる容器搬送軌道と分注手段の水平方向軌道の一致する
軌道の延長線上に配置することが特に好ましい。このよ
うな配置により、分注手段６の水平方向の移動及び該移
動のための移動手段を簡便化ならしめることができる。
なお、前記したディスポーザブルタイプの分注手段を採
用する場合、使用済チップの廃棄ポート及び新たなチッ
プの装着ポートを設けるが、これらも図１中の搬送手段
による容器搬送軌道の延長線上に配置することが特に好
ましい。

【００１９】図１０は、分注手段、移動手段及び洗浄手
段の一例を例示した図である。分注手段６は、中空のノ
ズルで構成され、その一端は検体容器や反応容器の中に
挿入され検体を吸引吐出する。他端は不図示の負圧発生
手段に連結され、所定量の検体を吸引し、吐出する。負
圧発生手段としてはポンプ等を例示できるが、生化学測
定においてはμｌ単位の微量な検体を吸引吐出する必要
があるため、シリンジポンプ等のポンプを用いることが
特に好ましい。

【００２０】移動手段は、図１中矢印ｂで示した水平方
向に分注手段６を移動するための機構と、図１中矢印ｃ
で示した垂直方向に分注手段６を移動するための機構と
を具備する。両者とも従来の移動手段を採用することが
できるが、分注手段の移動量を厳密に管理でき、かつ、
正確な移動を可能とするために図１０に示したような送
りネジを具備する機構が好ましい。

【００２１】図１０の例では、垂直方向移動のための機
構は、分注手段６を載置する架台に設けたネジと、該ネ
ジに嵌合する送りネジ３２、送りネジを回転するモータ
２８、そして垂直方向ガイドシャフト３１で構成され、
モータ２８の回転により送りネジ３２が回転し、これに
よって垂直方向ガイドシャフト３１に沿って分注手段６
が垂直方向に移動する。一方、水平方向移動のための機
構は、前記架台に設けた他のネジと、該ネジに嵌合する
送りネジ３０、送りネジを回転するモータ２７、そして
水平方向ガイドシャフト２９で構成され、モータ２７の
回転により送りネジ３０が回転し、これによって垂直方
向ガイドシャフト２９に沿って分注手段６が水平方向に
移動する。

【００２２】図１０の例では、洗浄手段は２つの凹部を
有する単一ブロックであり、洗浄液は、不図示のタンク
から不図示の送液ポンプにより洗浄液ポート７に送液さ
れる。移動手段により洗浄手段上に移動した分注手段６
は、次に垂直方向に移動し、先端が洗浄液ポート７中に
挿入される。この状態で洗浄液の吸引吐出を行うことに
より、ノズル内外部に付着した検体を洗い落とし、次の
検体の吸引吐出を行う。一方、汚染された洗浄液は、新
たな洗浄液の送液により廃液ポート８へ移動し、洗浄手
段から廃液タンク等へ廃棄される。

【００２３】本発明において、分注手段の軌道とが一致
する部分は曲線的でも良いが、図１に示したように直線
的であることが装置の構成を容易ならしめる等の観点か
ら特に好ましい。本発明では、この一致した軌道上に存
在する容器、例えば図１の例では４３〜４８の番号で示
した６個の容器に対し、分注手段を用いて吸引、吐出を
行う。一致した軌道上に存在し得る容器数が大きいほ
ど、１個の検体容器から吸引した検体を供し得る反応容
器数が大きくなるが、図１の例では、１個の検体容器か
ら検体を吸引し、５個の反応容器に対して該検体の吐出
を行い得ることになる。むろん５個の反応容器は、検体
中の同一の成分を測定するための同一の試薬が封入され
た容器等でも良いし、検体中の２以上の成分を別個に測
定するための２以上の異なる試薬が封入された容器等で
も良い。

【００２４】本発明における反応容器の一例として、検
体中の特定の成分と特異的に反応する試薬が封入された
ものを使用することが例示できる。より具体的に、例え
ば、特定の成分が抗原である場合に、（１）該抗原と免
疫的な特異性を有する抗体であって、不溶性の担体と結
合されたもの、（２）該抗原と免疫的な特異性を有する
抗体であって、前記（１）の抗体とは異なる位置で該抗
原と結合可能で、かつ、発光物質等のそれ自体が光学的
に測定可能な物質か又は酵素等の間接的な光学的測定が
可能な物質で標識されたもの、を封入した容器を例示で
きる。該例示はいわゆるサンドイッチ測定を実施するた
めのものであるが、これ以外にも競合測定を実施するた
めのものであっても良い。試薬の封入形態は、例えば適
当な緩衝液等の中に前記した抗体等が溶解された状態で
存在する場合はもとより、図８の２４のように、前記し
た抗体等が凍結乾燥等され、乾燥状態で存在する場合を
包合する。

【００２５】いずれの場合であっても、試薬が封入され
た反応容器を使用する場合は、容器の上部開口がアルミ
等のシール箔で覆われていることが多い。従って本発明
の自動測定装置においては、必要に応じてかかるシール
箔を破開するための破開手段をコンベアに沿って配置す
る。またシール箔には、反応容器中に封入された試薬が
いかなる検体中の成分を測定するための試薬であるのか
を示す記号が付されることがある。従って本発明の自動
測定装置においては、必要に応じてシール箔上に付され
た記号を読み取る識別手段をコンベアに沿って配置す
る。ここで識別手段は、前記破開手段の前、即ち破開手
段によりシール箔が破開される以前に該記号を読み取る
べく、破開手段より上流に配置する。例えば図１の装置
は、先端がピラミッド型に先細りした破開手段２を垂直
方向に移動可能に配置した例を示しているが、その上流
側、即ちコンベアによる移送の上流側に識別手段３を配
置し、シール箔上の記号を読み取るようにしてある。

【００２６】識別装置３は、シール箔上に付された記号
を読み取り、その記号の持つ意味を識別できれば特別の
制限はない。即ち、該記号との関係において具体的な構
成を採用することが可能である。具体的に例えば、任意
の記号とカメラで記号をデコードする例（例えば特開平
３−５４４７０号公報参照）やバーコードとバーコード
リーダーを組み合わせて使用することを例示できる。

【００２７】例えば免疫測定等においては、測定すべき
検体中の成分により、反応容器に吐出すべき検体量が異
なる場合がある。これは、反応容器中に封入された試薬
を用いる測定系における検出下及び上限界と関連する。
本発明の自動測定装置において、上記のように反応容器
の上部開口をシール箔で覆い、その上に該反応容器中に
封入された試薬又は該試薬が特異的に反応する成分を示
す記号を付し、識別手段を配置してその意味を識別する
ように構成すれば、分注手段により最適量の検体を自動
的に吐出する自動測定装置を提供することが可能とな
る。この目的のためには、反応容器中に封入された試薬
等を示す記号と該記号が付された反応容器に吐出すべき
検体量を関連づけて記憶する記憶手段を配置し、前記識
別手段による該記号読み取り結果に基づき、検体容器か
ら指定された量の検体を吸引して該反応容器に吐出する
ような制御を実現すれば良い。制御は、例えばコンピュ
ータ等を制御手段として使用し、前記記憶手段と分注手
段に接続されるポンプ等を該制御手段の管理下におき、
これにより記憶手段に記憶された関連付を随時読み出し
てポンプの駆動量を制御することが例示できる。

【００２８】前述の通り本発明の自動測定装置では、移
動手段による分注手段の水平方向軌道と搬送手段による
容器搬送軌道の一部が一致した軌道上に存在する容器に
対し、分注手段を用いて検体を吸引吐出する。従って、
例えば該軌道上の決まった位置に検体を吸引すべき検体
容器を位置づけた上で分注手段を制御して吸引吐出を行
うことが好ましい。この制御は、例えばコンピュータ等
を使用することが可能であり、前記記憶手段と共に配置
してポンプの駆動量を制御するための制御手段と兼用し
ても良い。

【００２９】図１の例でいえば、ある検体について測定
しようとする１種以上の成分が定まった段階で該成分を
測定するための試薬が封入された１種以上の反応容器を
選択し、これら反応容器をコンベア上の検体容器の下流
の位置に載置し、例えば一致した軌道の最も上流の位置
である４３の位置には常に検体容器が位置付けられるよ
うに搬送手段を駆動制御し、一方でその下流、即ち４４
〜４８までの位置に反応容器が位置するようにする。ま
た例えば、検体容器の停止位置を一致した軌道上に固定
せず、該検体容器から吸引された検体の反応容器への吐
出位置を例えば４８の位置に固定するようにして、コン
ベアを正逆転しつつ所定量の検体を反応容器に吐出して
も良い。これとは、逆に４８の位置に常に検体容器が位
置付けられ、その上流に測定しようとする微量成分に対
応した試薬等を封入した反応容器が位置付けられるよう
にしても良い。また制御が煩雑とはなるものの、搬送手
段を正逆転可能としておけば、検体容器と反応容器をコ
ンベア上に全くランダムに載置することも可能である。
また図１の例では、一致した軌道上には６個の容器しか
ないため、コンベアが一方向しか動かない構成では最大
５回の測定しかできない（検体容器１個と反応容器５個
の合計６個の容器しか一致した軌道上にないため）が、
搬送手段を正逆転可能とすることで、一致した軌道上か
ら外れている検体容器を該一致した軌道上に戻すことが
可能となり、測定回数を増やすことができる。

【００３０】より具体的に、例えば図１の例において、
任意の検体容器中の検体について異なる２種類の試薬が
封入された２種類の反応容器を用いて測定を行う場合、
検体容器の後にこれら２種類の反応容器を連続的に載置
する。そして４３の位置まで該検体容器を搬送した後、
搬送手段１の駆動を停止し、分注手段６を垂直方向に移
動し、４４及び４５の位置まで搬送された２種類の反応
容器について、予め識別手段３で読み取られたシール箔
上の記号に基づき記憶手段から呼び出された２種類の反
応容器に吐出されるべき検体の合計量分だけ検体を吸引
し、分注手段６を４４の位置まで移動して４４の位置に
ある反応容器に所定量の検体を吐出し、続いて４５の位
置まで移動して４５の位置にある反応容器に所定量の検
体を吐出することが例示できる。むろん、最初に４４の
位置にある反応容器に所定量の検体を吐出した後、いっ
たん４３の位置に戻って再度検体を吸引してから４５の
位置にある反応容器に所定量の検体を吐出するように構
成しても良い。この操作の完了後次の検体容器を４３の
位置に位置付け、同様の操作を繰り返すのである。なお
本発明の自動測定装置では、検体容器中の検体の液面高
さを検知するための液面検知手段をコンベアに沿って配
置し、該手段による検知結果に基づき移動手段による分
注手段の垂直方向の下降距離を制御して一定の深さまで
分注手段のノズル先端が検体中に挿入されるようにする
ことが好ましい。液面高さと無関係に一定距離だけ垂直
方向に分注手段を下降させる構成では、液面高さが予想
以上に低い場合は分注手段のノズル先端が検体中に挿入
されず、検体を吸引できないという事態が予想され、逆
に液面高さが予想以上に高い場合は必要以上に分注手段
のノズルが検体中に挿入され、ノズル先端の外側に大量
の検体が付着し、付着した検体の滴が反応容器中に落ち
たり、パーマネントノズルを採用する場合にはノズル外
側に付着した検体が洗浄されないという事態が予想され
るからである。液面検知手段としては、例えばノズル先
端のインピーダンスを常に検出し、ノズル先端が液面に
接触して生じるインピーダンス変化を捉えるような電気
式の検知手段を例示できる。

【００３１】液面検知手段の出力とは別に、分注手段の
垂直方向の下降限界距離を予め決定しておくことが好ま
しい。この下降限界距離は、検体容器の外形形状等によ
り異なる。例えば図７に例示した検体容器１７と図９に
例示した検体容器２６では、図からも明らかなように分
注手段を垂直方向に移動させ得る距離が異なるからであ
る。この目的のためには、例えば後述するように容器の
種別を検出するためのセンサを配置し、センサ出力によ
り検出された容器の種類に基づいて予め設定された下降
限界距離を選択するよう制御することが例示できる。か
かる下降限界距離を決定しておくことで、例えば何らか
の操作ミスで検体が入ってない検体容器がコンベア上に
載置しまった場合に分注手段のノズルが検体容器の底面
衝突することを回避することが可能となる。

【００３２】上記したような、自動的に反応容器の開口
を覆うシール箔上の記号を読取り、分注手段の移動を制
御して所定量の検体を反応容器に吐出する自動測定装置
を提供するためには、各種のセンサを設ける。これらセ
ンサ、としては、（１）コンベアで搬送される容器の存
否を検出するためのセンサ（以下、第１のセンサ）、
（２）コンベアで搬送される容器の種別、即ち検体容器
と反応容器の種別、を検出するためのセンサ（以下、第
２のセンサ）、そして、（３）このようにして検出され
た容器、特に検体容器が、移動手段による分注手段の水
平方向軌道と搬送手段による容器搬送軌道の一部が一致
した軌道上の所定の位置に搬送されたことを検出するセ
ンサ（以下、第３のセンサ）等である。

【００３３】第１のセンサは、コンベア上の容器が存在
しない部分に対して分注手段が検体を吸引しようとした
り検体を吐出しようとすることを防止するためのもので
ある。図１の例では、この目的を達成するためにセンサ
４が配置されている。

【００３４】第２のセンサは、こうして存在が検出され
た容器が検体容器であるのか、又は反応容器であるのか
を検出するためのものである。図１の例では、この目的
を達成するために第１センサの機能を兼用するセンサ４
が配置されている。

【００３５】第３のセンサは、第２のセンサにより検体
容器であるとされた容器を、例えば前記具体的に示した
図１の４３の位置等、分注手段６による吸引操作を行う
位置に搬送され、位置付けられたことを検出するための
センサである。図１の例では、搬送手段であるスプロケ
ット１の回転角度を、スプロケットを駆動するステッピ
ングモータ、ステッピングモータに駆動信号を発する発
信回路そして発信回路を制御するコンピュータで制御
し、センサ４で検出された容器が検体容器であった場合
はスプロケットの回転角度を制御して該容器が４３の位
置に搬送された段階で搬送手段を停止するように構成
し、該センサを省略している。

【００３６】前記した通り、通常の生化学測定や免疫測
定の分野においては、検体は、真空採血管等の、図５に
示したように外径の異なる円筒形状のチューブ１７、１
８に入れられ、又は、かかるチューブに入れられてない
検体については図９で例示したように自動測定装置専用
の検体容器２６に入れられた状態で装置に供される。こ
れに対して反応容器は、例えば図２３で例示したよう
に、通常は自動測定装置専用の反応容器である。従っ
て、専用反応容器の形状を自動測定装置に供され得る検
体容器と外形から区別し得るようにしておけば、前記第
１又は第２のセンサとして容易な構成のものを採用する
ことが可能になる。

【００３７】例えば図１におけるセンサ４は、詳しくは
図６〜図９に示した通り、専用の反応容器５と検体容器
を区別し得るような外形のものとし、これにより、容器
との接触状態を検出することで前記目的を達成するもの
である。センサ４は、先端に転輪を有するローラ部２２
を取り付けたセンサレバーを具備する接触型センサであ
る。センサレバー４はローラ部２２が容器に触れると固
定点１９を中心に回転するように配置されるが、バネ２
０で常に所定位置に復帰するように力が加えられてい
る。センサレバー４のローラ部の他端には光学式の透過
型センサ２１が近接配置され、容器がローラ部４に触れ
てセンサレバー４が回転するとセンサの透過光を遮り、
検出されるようになっている。そして図１の例では、図
８又は図９に示すように、かかる構成のセンサが上下２
段に配置されている。

【００３８】図６は、コンベアの凹部に容器が存在しな
い場合のセンサ４の様子を示す図である。この場合、上
段センサのローラ部２２−１及び下段センサのローラ部
２２−２とも容器と接触しない。これに対して図７は、
円筒形状のチューブ１７（検体容器）がセンサ４を通過
した時の様子を示す。円筒形状のチューブでは、上段セ
ンサ及び下段センサの両ローラ部２２−１及び２２−２
が容器と接触する。従って図１の例では、両方センサの
出力があった場合には円筒形状のチューブ、即ち検体容
器が存在していることを検出できる。図８は専用反応容
器２３が検出される様子を示す。該専用反応容器は、検
体容器との外形上の相違を明確にするために反応容器専
用のアダプター２５を介してコンベア上に載置される。
このアダプターは、反応容器を保持するための凹部、基
本部品における挿入部１２の中空部（検体容器を保持す
るための凹部）に嵌合する部分、そしてこれら部分を連
結する、断面が凹となるような、両部の幅より細い連結
部から構成されたくびれ部を有する。この連結部は、そ
のくびれのため、図８に示したように下段センサのロー
ラ部２２−２とは接触しない。ところが上段センサのロ
ーラ部２２−１は反応容器と接触する高さに調整されて
いる。従って、上段センサからの出力はあるが下段セン
サからの出力がない場合には反応容器が存在しているこ
とが検出できる。図９は専用検体容器２６が検出される
様子を示す。該専用検体容器は、反応容器との外形状の
相違を明確にするために上段センサのローラ部２２−１
とは接触しない高さまで基本部品における挿入部１２の
中空部に挿入されるように構成されている。従って、上
段センサからの出力はないが下段センサからの出力があ
る場合には、円筒形状チューブ以外の検体容器が存在し
ていることが検出できる。このような専用検体容器とし
ては、底面がテーパ形状等のものが、例えば検体が微量
で通常の円筒形状チューブで供すると検体の液面高さが
低すぎて正常な検体の吸引が困難である場合等に検体を
移し替える目的で使用されている。

【００３９】例示した以外にも、例えばセンサとして反
射型のセンサを採用したり、金属にのみ反応する近接セ
ンサを使用することもできる。この場合は、例えば外周
に光沢をもつ材質を使用した反応容器を使用し、光学式
の反射型センサで検出すれば検体容器と区別可能とする
ことが例示できる。近接センサの場合は、例えば反応容
器の外周のみに金属の帯を取り付ける等することが例示
できる。また更には、図１の例では識別手段３をセンサ
に代えて使用することも例示できる。即ち、反応容器の
上部開口がシール箔で覆われた反応容器を使用する場合
には、シール箔上の記号が識別された容器を反応容器と
識別することができる。

【００４０】各種センサを配置する場合は、例えばコン
ピュータ等を制御手段として採用し、各センサからの出
力を入力し、入力信号パターンを判断して前記目的を達
成するように構成すれば良い。むろん、この制御手段
は、これまでに述べた他の制御手段と兼用とすることが
できる。そして、図６のようにいずれの容器も検出され
なかった場合には操作者に警告を発すると同時に搬送手
段、分注手段、移動手段等を停止するように構成するこ
とも容易である。

【００４１】本発明の自動測定装置を、例えば固相免疫
測定法等の水不溶性の担体を含む試薬を用いて特定の微
量成分を測定する測定装置に適用する場合には、図１に
示したようにＢ／Ｆ分離手段９を配置すると良い。Ｂ／
Ｆ分離は、担体に結合した成分とそれ以外の成分を分離
する操作であるが、前記したサンドイッチ測定の例で
は、発光物質等のそれ自体が光学的に測定可能な物質か
又は酵素等の間接的な光学的測定が可能な物質で標識さ
れた抗体等のうち、測定されるべき微量の成分を介して
担体と結合したものを遊離した状態で存在するものから
分離する操作である。Ｂ／Ｆ分離手段は、図１に例示し
たように、反応容器内部を洗浄するための洗浄液を供給
する管及び反応容器内部から遊離の成分を吸引、廃棄す
る管の２本の管を備えた手段を例示できる。

【００４２】また本発明の自動測定装置には、最終的に
測定されるべき微量成分を検出し、又は、該成分を測定
可能な物質に置換した後に当該検出を行うための検出手
段１１を配置する。前記したサンドイッチ測定の例で
は、検出手段１１を用いてＢ／Ｆ分離操作で反応容器内
に残った発光物質等のそれ自体が光学的に測定可能な物
質か又は酵素等の間接的に光学的測定可能な物質で標識
された抗体を検出する。ここで、検出対象が酵素等の間
接的に光学測定可能な物質である場合、検出に先立って
該酵素の作用により検出可能な物質に変換される蛍光性
等の酵素基質を基質分注手段１０により分注する。

【００４３】これら以外にも、例えば検体を吐出後、反
応容器について一定温度条件下で一定時間のインキュベ
ーションが必要な場合には、コンベアの３４〜４２の位
置を断熱材で覆っておき、ヒータと温度調節回路を設け
ることを例示できる。連続して測定を行う場合、インキ
ュベーション時間の管理はコンベア上に載置される容器
数を増減して３４〜４２に該当する部位に位置づけられ
る容器数を増減すれば良い。例えば１０分間のインキュ
ベーション時間が必要な場合であって、コンベアが単純
に１分間に１ピッチずつ駆動制御される場合には、３４
〜４２の位置に１０個の容器を載置するように構成すれ
ば良い。

【００４４】また、図１の例においては、検体容器及び
反応容器を一定温度下におき、外部から測定に影響を及
ぼす物質がコンベア上の容器中に入り込むことを防止
し、更には検出手段１１における光学的検出に影響を与
える外部光を遮断する目的で、例えば３１〜５６の位置
の上部をカバーで隠うことが好ましい。この場合、コン
ベア上に検体容器や反応容器を載置するには、例えば覆
いに覆われていない１〜３０の位置にこれらを載置する
ことが例示できる。

【００４５】測定が終了した検体容器と反応容器を取り
除き、新たに測定に供する検体容器と反応容器をコンベ
ア上に載置することにより、装置を停止させることなく
連続的な測定が可能である。例えば反応容器の上部開口
がシール箔で覆われている場合等には、測定が終了した
反応容器を取り除き忘れた場合でも識別手段（図１にお
ける３）やセンサ等によりこれを検知して誤測定等を防
止することができる。

【００４６】

【発明の効果】本発明の自動測定装置では、従来の装置
とは異なり、検体容器と反応容器を同一のコンベア等の
搬送手段により混在した状態で搬送し、該コンベアの一
部の軌道を分注手段の水平方向の軌道と一致させること
により従来装置に比較して移動手段を簡便化できるとい
う効果がある。

【００４７】この結果本発明の装置は、小型化すること
が容易であり、部品点数の減少により低コスト化可能で
あり、更には可動部を減少できることに由来して定期的
なメンテナンスの頻度を減少できるという効果もある。

【００４８】特に好ましい態様の装置では、検体容器に
続いて測定に使用する試薬が封入された反応容器を連続
的に並べてコンベアに載置するのみで、載置した反応容
器に対応した測定が自動的に行われる高処理能力の自動
測定装置を提供できるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の自動測定装置の一実施形態を
示す図である。

【図２】図２は、コンベアを構成する基本部品を示す図
である。

【図３】図３は、４個の基本部品を連結した状態を示す
図である。

【図４】図４は、基本部品の内部状態を示すための断面
図である。

【図５】図５は、基本部品の中空に外径の異なる２種類
の検体容器を挿入した場合の弾性体の様子を示すための
図である。

【図６】図６は、センサの様子と検体容器及び反応容器
のいずれも存在しない場合のセンサの状態を示すための
図である。

【図７】図７は、センサの様子と検体容器が存在する場
合のセンサの状態を示すための図である。

【図８】図８は、センサの様子と反応容器が存在する場
合のセンサの状態を示すための図である。

【図９】図９は、センサの様子と検体容器（カップ状）
が存在する場合のセンサの状態を示すための図である。

【図１０】図１０は、分注手段の概要を示すための図で
ある。

【符号の説明】

１スプロケット、２シール箔破壊手段、３カメ
ラ、４センサレバー、５コンベア、６分注手段、
７洗浄水ポート、８廃液ポート、９Ｂ／Ｆ洗浄手
段、１０基質分注手段、１１検出手段、１２挿入
部、１３被挿入部、１４中空、１５弾性体、１６
溝、１７検体容器（径太）、１８検体容器（径
細）、１９固定点、２０引張りバネ、２１透過型セ
ンサ、２２ローラ部、２３反応容器、２４封入され
た試薬、２５アダプタ、２６検体容器、２７・２８
モータ、２９水平方向ガイドシャフト、３０水平
方向送りネジ、３１垂直方向ガイドシャフト、３２
垂直方向送りネジ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】上部開口を有する検体容器と上部開口を有
する反応容器を混在した状態で搬送するための環状コン
ベアと該コンベアを駆動する搬送手段、検体容器から検
体を一定量取得し反応容器に吐出する分注手段及び分注
手段を水平及び垂直方向に移動する移動手段を有する自
動測定装置であって、移動手段による分注手段の水平方
向軌道が搬送手段による容器搬送軌道の一部と一致する
ことを特徴とする自動測定装置。
【請求項２】更に、コンベアで搬送される容器の存否及
び容器種別を検出するためのセンサ及び存在が検出され
た容器が前記一致した容器搬送軌道の一部中所定の位置
に搬送されたことを検出するためのセンサをコンベアに
沿って配置したことを特徴とする請求項１の自動測定装
置。
【請求項３】反応容器が検体中の特定の成分と特異的に
反応する試薬が封入されたものであることを特徴とする
請求項１の自動測定装置。
【請求項４】反応容器の上部開口がシール箔で覆われて
おり、該シール箔を破開するための破開手段をコンベア
に沿って配置したことを特徴とする請求項１の自動測定
装置。
【請求項５】反応容器の上部開口を覆うシール箔上に該
容器中に封入された試薬又は該試薬が特異的に反応する
特定の成分を示す記号が付されており、かつ、該記号を
読み取る識別手段を前記破開手段の前に配置したことを
特徴とする請求項４の自動測定装置。
【請求項６】前記容器中に封入された試薬又は該試薬が
特異的に反応する特定の成分を示す記号と該容器に吐出
すべき検体量を関連付けて記憶する記憶手段を有し、前
記識別手段による記号読み取り結果に基づき、検体容器
から指定された量の検体を吸引して反応容器に吐出する
ことを特徴とする請求項５の自動測定装置。
【請求項７】検体容器中の検体の液面高さを検知するた
めの液面検知手段をコンベアに沿って配置し、該手段に
よる検知結果に基づき移動手段による分注手段の垂直方
向の下降距離を制御することを特徴とする請求項１の自
動測定装置。
【請求項８】コンベアが、各１個の円筒形の挿入部と円
筒形の被挿入部とが一体となった基本部品の該挿入部を
他の基本部品の被挿入部に挿入して連結された、各連結
部で水平方向に屈曲自由な無限軌道であり、ここで該挿
入部は少なくとも上部が中空である請求項１の自動測定
装置。
【請求項９】前記挿入部の中空部に検体容器又は反応容
器が挿入、保持されることを特徴とする請求項８の自動
測定装置。
【請求項１０】前記挿入部の中空部に、外径が該中空部
の開口径より小さな容器を中空部中心と容器中心が概ね
一致する位置に保持するための弾性体を有することを特
徴とする請求項９の自動測定装置。