WO2007099684A1

WO2007099684A1 - 攪拌装置と分析装置

Info

Publication number: WO2007099684A1
Application number: PCT/JP2006/325637
Authority: WO
Inventors: Miyuki Murakami
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2006-02-28
Filing date: 2006-12-22
Publication date: 2007-09-07
Anticipated expiration: 2008-08-28
Also published as: JP2007232523A

Abstract

　攪拌対象の液体を保持する容器と、液体へ音波を照射すると共に、音波によって液体を攪拌する音波発生手段とを備えた攪拌装置と分析装置。攪拌装置（２０）の表面弾性波素子（２２）は、容器（７）に接触する接触面を有する圧電基板（２２ａ）と、圧電基板上に形成され、液体を攪拌する音波を発生する発音部（２２ｂ）と、圧電基板上の接触面以外の部分に形成され、外部から供給される発音部の駆動電力を無線で受電する受電部（２２ｃ）とを有している。

Description

明細書

攪拌装置と分析装置

技術分野

[0001] 本発明は、攪拌装置と分析装置に関するものである。

背景技術

[0002] 従来、分析装置は、 V、わゆるキャリーオーバーを回避すべく検体と試薬を含む液体試料を音波によって被接触で攪拌するものが知られている (例えば、特許文献 1参照

)。この分析装置は、恒温水を保持した浴槽内に反応容器を配置すると共に、反応容器外部の浴槽に配置した音源カゝら照射される音波によって反応容器に保持された液体の攪拌，混合を行っている。

[0003] 特許文献 1 :特許第 3168886号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0004] ところで、特許文献 1に開示された分析装置は、音源と反応容器とが恒温水を介して離隔配置され、恒温水による音波の吸収に伴う減衰によって液体の攪拌効率が悪いという問題があった。また、特許文献 1の分析装置は、浴槽に液密に取り付けられた攪拌装置の音源が、有線接続されたドライバによって駆動されるため、攪拌装置の構造が複雑となり、小型化が難、と、う問題があった。

[0005] 本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、液体の攪拌効率を向上させること力 Sでき、構造が簡単で、小型化が可能な攪拌装置と分析装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0006] 上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の攪拌装置の一態様は、攪拌対象の液体を保持する容器と、前記液体へ音波を照射すると共に、当該音波によって液体を攪拌する音波発生手段と、を備えた攪拌装置であって、前記音波発生手段は、前記容器に接触する接触面を有する圧電基板と、前記圧電基板上に形成され、前記液体を攪拌する音波を発生する発音部と、前記圧電基板上の前記接触面以外の部分に形成され、外部から供給される前記発音部の駆動電力を無線で受電する受電部と、を有することを特徴とする。

[0007] また、本発明の攪拌装置の一態様は、上記の発明において、前記発音部は、前記接触面に対向する前記圧電基板上の面に前記受電部と共に形成されていることを特徴とする。

[0008] また、本発明の攪拌装置の一態様は、上記の発明において、前記受電部は、前記圧電基板の外周に形成されて、ることを特徴とする。

[0009] また、本発明の攪拌装置の一態様は、上記の発明において、前記発音部は、前記接触面に形成され、前記受電部は、前記接触面に対向する前記圧電基板上の面に形成されて、ることを特徴とする。

[0010] また、本発明の攪拌装置の一態様は、上記の発明において、前記受電部は、受信アンテナであることを特徴とする。

[0011] また、本発明の攪拌装置の一態様は、上記の発明において、前記発音部は、櫛歯状電極であることを特徴とする。

[0012] また、本発明の攪拌装置の一態様は、上記の発明において、前記音波は、表面弾性波又はバルタ波であることを特徴とする。

[0013] また、本発明の攪拌装置の一態様は、上記の発明において、前記音波発生手段は、前記容器に固定されていることを特徴とする。

[0014] また、本発明の攪拌装置の一態様は、上記の発明において、前記音波発生手段は、前記液体を攪拌する際に前記容器の外側に接触することを特徴とする。

[0015] また、上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の分析装置の一態様は、複数の異なる液体を攪拌して反応させ、反応液の光学的特性を測定して前記反応液を分析する分析装置であって、前記攪拌装置を用いて検体と試薬との反応液を光学的に分析することを特徴とする。

発明の効果

[0016] 本発明にかかる攪拌装置は、圧電基板上に発音部が形成され、圧電基板上の接触面以外の部分に受電部が形成された圧電基板を有する音波発生手段が、接触面によって容器に取り付けられ、音源となる発音部と容器とが接近しており、分析装置は、音源となる発音部と容器とが接近した前記攪拌装置を用いて検体と試薬との反応液を光学的に分析する。このため、本発明の攪拌装置と分析装置は、音波の伝搬経路が短ぐ音波の減衰が抑制されるので、液体の攪拌効率を向上させることができ、構造が簡単で、小型化が可能になるという効果を奏する。また、本発明の攪拌装置と分析装置は、容器と接する面以外に受電手段が構成されるため、外部からの電力供給を容易にすると共に、高、無線伝送効率を確保することができると、う効果をもたらす。

図面の簡単な説明

[図 1]図 1は、実施の形態 1の自動分析装置を示す概略構成図である。

[図 2]図 2は、実施の形態 1の自動分析装置で使用する反応容器及び反応ホイールの一部を攪拌装置の概略構成図と共に示す斜視図である。

[図 3]図 3は、実施の形態 1の攪拌装置の構成を示すブロック図を反応容器の斜視図と共に示す図である。

[図 4]図 4は、図 3の反応容器の側壁に取り付ける表面弾性波素子の斜視図である。

[図 5]図 5は、保持した液体中に生ずる流れを示す図 3に示す反応容器の断面図である。

[図 6]図 6は、図 5に示す反応容器の A部拡大図である。

[図 7]図 7は、本発明の攪拌装置で使用する表面弾性波素子の第 1の変形例を示す斜視図である。

[図 8]図 8は、本発明の攪拌装置で使用する表面弾性波素子の第 2の変形例を示す斜視図である。

[図 9]図 9は、図 8の表面弾性波素子を使用した攪拌装置において、反応容器が保持した液体中に生ずる流れを示す反応容器の断面図である。

[図 10]図 10は、図 9に示す反応容器の表面弾性波素子近傍の拡大図である。

[図 11]図 11は、本発明の攪拌装置で使用する反応容器の第 1の変形例を示す断面図である。

[図 12]図 12は、本発明の攪拌装置で使用する反応容器の第 2の変形例を示す断面図である。 [図 13]図 13は、本発明の攪拌装置で使用する反応容器の第 3の変形例を示す断面図である。

[図 14]図 14は、本発明の攪拌装置で使用する反応容器の第 4の変形例を示す断面図である。

[図 15]図 15は、図 11に示す反応容器で使用する表面弾性波素子の正面図である。

[図 16]図 16は、図 11に示す反応容器の B部拡大図である。

[図 17]図 17は、本発明の攪拌装置で使用する反応容器の第 5の変形例を示す断面図である。

[図 18]図 18は、攪拌装置を備えた実施の形態 2の自動分析装置の概略構成図である。

[図 19]図 19は、図 18の自動分析装置及び実施の形態 2の攪拌装置の構成を示すブロック図である。

[図 20]図 20は、図 15の自動分析装置で使用される反応容器を、アーム部材を設けた送電体と共に示す斜視図である。

[図 21]図 21は、表面弾性波素子に音響整合液を吐出する様子をアーム部材、反応ホイールの一部及び反応容器を断面にして示す図である。

[図 22]図 22は、図 21において、駆動アームを繰り出して端面の表面弾性波素子を反応容器の側壁に当接させた状態を示す図である。

符号の説明

1 自動分析装置

2 作業テーブル

3 検体テーブル

4 検体容器

5 検体分注機構

6 反応ホイール

7 汉 J 容器

10 測光装置

11 洗浄装置試薬分注機構試薬テーブル

試薬容器

読取装置

制御部

分析部

入力部

表示部

攪拌装置

送電体

表面弾性波素子音響整合層

， 25， 26 表面弾性波素子自動分析装置

, 32 試薬テーブル反応ホイール

, 36 試薬分注機構検体容器移送機構フィーダ

ラック

検体分注機構

測光系

洗浄機構

制御部

入力部

攪拌装置

送電体

配置決定部材 57 アーム部材

F 接触面

Fee, Few 流れ

L 液体

Wb バルタ波

発明を実施するための最良の形態

[0019] (実施の形態 1)

以下、本発明の攪拌装置と分析装置にかかる実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図 1は、実施の形態 1の自動分析装置を示す概略構成図である。図 2は、実施の形態 1の自動分析装置で使用する反応容器及び反応ホイールの一部を攪拌装置の概略構成図と共に示す斜視図である。図 3は、実施の形態 1の攪拌装置の構成を示すブロック図を反応容器の斜視図と共に示す図である。図 4は、図 3の反応容器の側壁に取り付ける表面弾性波素子の斜視図である。

[0020] 自動分析装置 1は、図 1に示すように、作業テーブル 2上に検体テーブル 3、検体分注機構 5、反応ホイール 6、測光装置 10、洗浄装置 11、試薬分注機構 12及び試薬テーブル 13が設けられ、攪拌装置 20を備えている。

[0021] 検体テーブル 3は、図 1に示すように、駆動手段によって矢印で示す方向に回転され、外周には周方向に沿って等間隔で配置される収納室 3aが複数設けられている。各収納室 3aは、検体を収容した検体容器 4が着脱自在に収納される。

[0022] 検体分注機構 5は、反応ホイール 6に保持された複数の反応容器 7に検体を分注する手段であり、図 1に示すように、検体テーブル 3の複数の検体容器 4から検体を順次反応容器 7に分注する。

[0023] 反応ホイール 6は、検体テーブル 3とは異なる駆動手段によって図 1に矢印で示す方向に回転され、外周には周方向に沿って複数の凹部 6aが等間隔で設けられている。反応ホイール 6は、各凹部 6aの半径方向両側に測定光が通過する開口 6b (図 2 参照）が形成されている。反応ホイール 6は、一周期で時計方向に（1周 1反応容器) Z4個分回転し、四周期で反時計方向に凹部 6aの 1個分回転する。反応ホイ一ル 6は、回転経路上に測光装置 10及び洗浄装置 11が配置され、下部には攪拌装置 20が配置されている。

[0024] 反応容器 7は、容量が数 nL〜数十 μ Lと微量な容器であり、測光装置 10の光源から出射された分析光（340〜800nm)に含まれる光の 80%以上を透過する透明素材、例えば、耐熱ガラスを含むガラス，環状ォレフィンやポリスチレン等の合成樹脂が使用される。反応容器 7は、図 2及び図 3に示すように、側壁 7a, 7bと底壁 7c (図 5参照）とによって液体を保持する水平断面が正方形の液体保持部 7d(図 5参照）が形成され、液体保持部 7dの上部に開口 7eを有する四角筒形状のキュベットである。反応容器 7は、側壁 7aに取り付けられる表面弾性波素子 22と共に攪拌装置 20を構成しており、液体保持部 7dの内面には検体や試薬等の液体に対する親和性処理が施されている。反応容器 7は、側壁 7aを反応ホイール 6の半径方向に向けると共に、側壁 7bを反応ホイール 6の周方向に向けて、凹部 6aに配置される。

[0025] 測光装置 10は、図 1に示すように、反応ホイール 6の外周近傍に配置され、反応容器 7に保持された液体を分析する分析光（340〜800nm)を出射する光源と、液体を透過した分析光を分光して受光する受光器とを有している。測光装置 10は、前記光源と受光器が反応ホイール 6の凹部 6aを挟んで半径方向に対向する位置に配置されている。

[0026] 洗浄装置 11は、反応容器 7から液体や洗浄液を排出する排出手段と、洗浄液の分注手段とを有している。洗浄装置 11は、測光終了後の反応容器 7から測光後の液体を排出した後、洗浄液を分注する。洗浄装置 11は、洗浄液の分注と排出の動作を複数回繰り返すことにより、反応容器 7の内部を洗浄する。このようにして洗浄された反応容器 7は、再度、新たな検体の分析に使用される。

[0027] 試薬分注機構 12は、反応ホイール 6に保持された複数の反応容器 7に試薬を分注する手段であり、図 1に示すように、試薬テーブル 13の所定の試薬容器 14から試薬を順次反応容器 7に分注する。

[0028] 試薬テーブル 13は、検体テーブル 3及び反応ホイール 6とは異なる駆動手段によつて図 1に矢印で示す方向に回転され、扇形に成形された収納室 13aが周方向に沿つて複数設けられている。各収納室 13aは、試薬容器 14が着脱自在に収納される。複数の試薬容器 14は、それぞれ検査項目に応じた所定の試薬が満たされ、外面には収容した試薬に関する情報を表示する情報記録媒体 (図示せず)が貼付されて!、る。

[0029] ここで、試薬テーブル 13の外周には、図 1に示すように、試薬容器 14に貼付した前記情報記録媒体に記録された試薬の種類，ロット及び有効期限等の情報を読み取り、制御部 16へ出力する読取装置 15が設置されている。

[0030] 制御部 16は、検体テーブル 3、検体分注機構 5、反応ホイール 6、測光装置 10、洗浄装置 11、試薬分注機構 12、試薬テーブル 13、読取装置 15、分析部 17、入力部 18、表示部 19及び攪拌装置 20等と接続され、例えば、分析結果を記憶する記憶機能を備えたマイクロコンピュータ等が使用される。制御部 16は、自動分析装置 1の各部の作動を制御すると共に、前記情報記録媒体の記録から読み取った情報に基づき、試薬のロットや有効期限等が設置範囲外の場合、分析作業を停止するように自動分析装置 1を制御し、或いはオペレータに警告を発する。

[0031] 分析部 17は、制御部 16を介して測光装置 10に接続され、受光器が受光した光量に基づく反応容器 7内の液体の吸光度から検体の成分濃度等を分析し、分析結果を制御部 16に出力する。入力部 18は、制御部 16へ検査項目等を入力する操作を行う部分であり、例えば、キーボードやマウス等が使用される。表示部 19は、分析内容や警報等を表示するもので、ディスプレイパネル等が使用される。

[0032] 攪拌装置 20は、表面弾性波素子 22を駆動して発生する音波によって反応容器 7 に保持された液体を攪拌するもので、反応容器 7の他に、図 2及び図 3に示すように、表面弾性波素子 22に電力を送電する送電体 21と、表面弾性波素子 22とを有している。

[0033] 送電体 21は、 RF送信アンテナ 21a、駆動回路 21b及びコントローラ 21cを有している。送電体 21は、数 MHz〜数百 MHz程度の高周波交流電源力供給される電力を RF送信アンテナ 21aから駆動信号として表面弾性波素子 22に発信する。 RF送信アンテナ 21aは、反応ホイール 6の凹部 6a側壁に取り付けられている。

[0034] 駆動回路 21bは、コントローラ 21cからの制御信号に基づいて発振周波数を変更可能な発振回路を有しており、数十 MHz〜数百 MHz程度の高周波の発振信号を R F送信アンテナ 21aへ出力する。ここで、 RF送信アンテナ 21aと駆動回路 21bとの間は、反応ホイール 6が回転しても電力が電送されるように、接触電極を介して接続されている。このため、送電体 21は、反応ホイール 6の回転に伴って前記接触電極を介して電力が電送される RF送信アンテナ 21aが切り替わり、各凹部 6aの反応容器 6 に保持された液体が順次攪拌される。コントローラ 21cは、駆動回路 21bの作動を制御し、例えば、表面弾性波素子 22が発する音波の特性 (周波数，強度，位相，波の特性)、波形 (正弦波，三角波，矩形波，バースト波等)或いは変調 (振幅変調，周波数変調)等を制御する。また、コントローラ 21cは、内蔵したタイマに従って駆動回路 2 lbが発振する発振信号の周波数を切り替えることができる。

[0035] 表面弾性波素子 22は、 RF送信アンテナ 21aから発信される駆動信号 (電力）を受信して音波を発生する音波発生手段である。表面弾性波素子 22は、図 3及び図 4に示すように、ニオブ酸リチウム (LiNb03)等力もなる圧電基板 22aの同一面上に櫛歯状電極 (IDT)カゝらなる振動子 22bとアンテナ 22cが形成されている。このとき、振動子 22bとアンテナ 22cは、表面弾性波素子 22を反応容器 7に取り付ける圧電基板 22 aの接触面 F (図 6参照）と対向する面に形成されている。振動子 22bは、 RF送信アンテナ 21aから発信される駆動信号 (電力）をアンテナ 22cで受信することによって音波を発生する発音部である。振動子 22bは、反応容器 7及び圧電基板 22aを介して反応容器 7が保持した液体に隣接する反応容器 7の外側に配置される。即ち、表面弾性波素子 22は、図 5及び図 6に示すように、振動子 22bとアンテナ 22cを外側に向け、エポキシ榭脂ゃ紫外線硬化榭脂等の音響整合層 23を介して反応容器 7の側壁 7a に取り付けられる。なお、表面弾性波素子 22は、圧電基板 22a,振動子 22b及びァンテナ 22cの厚みの他、音響整合層 23の厚みを含め、構成を明示するために実際の厚さを無視して模式的に描いており、他の実施の形態においても同様である。

[0036] 以上のように構成される自動分析装置 1は、回転する反応ホイール 6によって周方向に沿って搬送されてくる複数の反応容器 7に試薬分注機構 12が試薬容器 14から試薬を順次分注する。試薬が分注された反応容器 7は、反応ホイール 6によって周方向に沿って搬送され、検体分注機構 5によって検体テーブル 3に保持された複数の検体容器 4から検体が順次分注される。そして、検体が分注された反応容器 7は、反応ホイール 6によって攪拌装置 20へ搬送され、分注された試薬と検体が順次攪拌されて反応する。このようにして検体と試薬が反応した反応液は、反応ホイール 6が再び回転したときに測光装置 10を通過し、光源から出射された分析光が透過する。このとき、反応容器 7内の試薬と検体の反応液は、受光部で測光され、制御部 16によつて成分濃度等が分析される。そして、分析が終了した反応容器 7は、洗浄装置 11 によって洗浄された後、再度検体の分析に使用される。

[0037] このとき、攪拌装置 20は、制御部 16を介して入力部 18から予め入力された制御信号に基づき、反応ホイール 6の停止時にコントローラ 21cが駆動回路 21bに駆動信号を入力する。これにより、表面弾性波素子 22は、入力される駆動信号の周波数に応じて振動子 22bが駆動され、図 6に示すように、バルタ波 Wbを誘起する。誘起されたバルタ波 Wbは、圧電基板 22a,音響整合層 23を伝搬してから反応容器 7の側壁 7a へ入射し、側壁 7a内を矢印で示すように伝搬した後、音響インピーダンスが近い液体 Lへ漏れ出してゆく。

[0038] この結果、漏れ出したバルタ波によって反応容器 7内の液体 L中には、図 5に示すように、振動子 22bの斜め上方向に向力流れ Feeが生じると共に、振動子 22bの斜め下方向に向カゝぅ流れ Fewが生じ、分注された試薬と検体とが攪拌される。

[0039] このとき、攪拌装置 20は、振動子 22bを液体 Lに隣接する側壁 7aに向け、表面弹性波素子 22が音響整合層 23を介して側壁 7aに取り付けられている。このため、攪拌装置 20及び自動分析装置 1は、振動子 22bと反応容器 7とが接し、振動子 22bが発生した音波が側壁 7aを介して隣接する液体 Lに入射する。従って、攪拌装置 20及び自動分析装置 1は、音波の伝搬経路が短ぐ伝搬経路上での音波の減衰が抑制されるので、液体の攪拌効率を向上させることができる。また、攪拌装置 20及び自動分析装置 1は、表面弾性波素子 22のアンテナ 22cが圧電基板 22aの外側に配置されているので、電力供給を効率良く行うことができる。

[0040] 一方、表面弾性波素子 22は、振動子 22bとして櫛歯状電極 (IDT)を使用し、無線によって電力が供給されるため、構造が簡単で、小型なことから、送電体 21も簡単な構成になって小型化でき、攪拌装置 20、従って自動分析装置 1を小型化することができる。さらに、表面弾性波素子 22は、振動子 22bとアンテナ 22cを圧電基板 22aの同一の面に設けたので、振動子 22bとアンテナ 22cを一度に形成することができ、容易に製造することができるという利点を有している。し力も、攪拌装置 20は、無線によつて表面弾性波素子 22に電力を供給するので、部品が電気的に接触することによつて電力を供給する有線の場合に比べると故障が少なくなる。

[0041] ここで、攪拌装置 20は、図 7に示す表面弾性波素子 24のように、アンテナ 24cを圧電基板 24aの接触面以外の外周に設けてもよい。この場合、表面弾性波素子 24は、振動子 24bとアンテナ 24cとの間をバスバー 24dで接続する。表面弾性波素子 24は、アンテナ 24cを圧電基板 24aの外周に設けると、図 4に示す表面弾性波素子 22と比較して明らかなように、圧電基板 24a、従って表面弾性波素子 24自体を振動子 22 bの大きさに合わせて小型にすることができるうえ、配置上の自由度が増すため、攪拌装置 20の設計上の自由度が増す。

[0042] また、攪拌装置 20は、図 8に示す表面弾性波素子 25を用いてもよい。表面弾性波素子 25は、反応容器 7に接触させて取り付ける圧電基板 25aの一方の接触面 Fに振動子 25bとバスバー 25cが形成されると共に、バスバー 25cを他方の面まで延設してアンテナ 25dが形成されている。表面弾性波素子 25は、自動分析装置 1に反応容器 7をセットしたとき、振動子 25bを構成する複数の櫛歯状電極が鉛直方向に配列されるように、表面弾性波素子 25を反応容器 7の側壁 7aに取り付ける。このとき、表面弹性波素子 25は、振動子 25bを側壁 7aに向けると共に、アンテナ 25dを外側に向け、エポキシ榭脂ゃ紫外線硬化榭脂等の音響整合層 23 (図 9,図 10参照)を介して反応容器 7の側壁 7aに取り付けられる。

[0043] 従って、攪拌装置 20は、表面弾性波素子 25を駆動することによって誘起された表面弾性波が、音響整合層 23から反応容器 7の側壁 7a内へと伝搬し、音響インピーダンスが近い液体中へ漏れ出してゆく。この結果、反応容器 7内には、液体 L中の振動子 25bに対応する位置を起点として、図 9に矢印で示すように、斜め上方向に向かう流れ Feeと、斜め下方向に向力う流れ Few力それぞれ生じる。この 2つの流れによつて、反応容器 7は、保持した液体 Lが攪拌される。

[0044] このとき、反応容器 7は、振動子 25bを液体 Lに隣接する側壁 7aに向け、表面弾性波素子 25が音響整合層 23 (図 9,図 10参照）を介して側壁 7aに取り付けられている。このため、攪拌装置 20は、振動子 25bが発生した表面弾性波が音響整合層 23から側壁 7aを通って隣接する液体 Lに入射する。従って、攪拌装置 20は、振動子 25b と側壁 7aが接し、表面弾性波の伝搬経路が短ぐ表面弾性波の減衰が抑制されるので、表面弾性波の利用効率と液体 Lの攪拌効率を向上させることができる。

[0045] 一方、本発明の攪拌装置 20は、振動子 22bとして櫛歯状電極 (IDT)を使用しているので、表面弾性波素子 22の構造が簡単であり、表面弾性波素子 22及び送電体 2 1を小型化することができる。また、攪拌装置 20は、表面弾性波素子 22が反応容器 7 に固定されているので、表面弾性波素子 22を反応容器 7と共に簡単に取り扱うことができる。

[0046] このため、攪拌装置 20は、図 11に示すように、側壁 7aを薄肉にして成形した凹部 7 fに振動子 22bを反応容器 7の外側に向け、音響整合層を介して表面弾性波素子 22 を凹部 7fに埋め込んだ反応容器 7を使用し、バルタ波によって液体を攪拌してもよい。この場合、攪拌装置 20は、図 12に示す反応容器 7のように、表面弾性波素子 22の振動子 22bを上下に 2つ設けてもよい。このようにすると、攪拌装置 20は、反応容器 7 が保持した液体の量に応じて 2つの振動子 22bを時分割で駆動し、或いは 2つの振動子 22bの中心周波数を異ならせて同時に駆動する等、種々に組み合わせて使用することにより攪拌能力を向上させることができ、保持した液体が多い場合であっても液体を短時間で攪拌することができる。

[0047] また、振動子 22bとして櫛歯状電極 (IDT)を使用することで表面弾性波素子 22を小型に構成することができるので、攪拌装置 20は、図 13に示す反応容器 7のように、表面弾性波素子 22を側壁 7aの一部として用い、振動子 22bを反応容器 7の外側に向けて表面弾性波素子 22を側壁 7aの上部に埋め込んでもよい。

[0048] 一方、攪拌装置 20は、図 14に示す反応容器 7のように、表面弾性波素子 26を底壁 7cの下面に取り付けてもよい。表面弾性波素子 26は、図 15に示すように、基板 2

6aの表面の中央に櫛歯状電極 (IDT)力なる振動子 26bが設けられ、受電手段となるアンテナ 26cは振動子 26bを囲むようにして一体に設けられて、る。この場合、表面弾性波素子 26は、図 16に示すように、振動子 26bを反応容器 7の外側に向け、音響整合層 ₂₃を介して底壁 _7cに取り付けることにより、ノルク波を利用して液体を攪拌する。また、攪拌装置 20は、送電体 21の RF送信アンテナ 21aを反応ホイール 6の凹部 6a底壁に設ける。

[0049] さらに、攪拌装置 20は、図 17に示す反応容器 7のように、表面弾性波素子 25の圧電基板 25aを底壁として用いると、反応容器 7を小型化することができる。このとき、表面弾性波素子 26は、振動子 26bを反応容器 7の外側に向けて圧電基板 26aを側壁 7aの下部に取り付ける。このように、攪拌装置 20は、反応容器 7の底壁 7cに表面弹性波素子を取り付ける場合、図 7に示す圧電基板 24aの外周にアンテナ 24cを設けた表面弾性波素子 24を用いてもょ、。

[0050] (実施の形態 2)

次に、本発明の攪拌装置と分析装置にかかる実施の形態 2について、図面を参照しつつ詳細に説明する。実施の形態 1は、表面弾性波素子に無線によって電力を供給したが、実施の形態 2は、有線によって表面弾性波素子に電力を供給している。図 18は、攪拌装置を備えた実施の形態 2の自動分析装置の概略構成図である。図 19 は、図 18の自動分析装置及び実施の形態 2の攪拌装置の構成を示すブロック図である。図 20は、図 15の自動分析装置で使用される反応容器を、アーム部材を設けた送電体と共に示す斜視図である。ここで、実施の形態 2の自動分析装置は、攪拌装置が実施の形態 1の攪拌装置 20と同じ反応容器及び表面弾性波素子を使用しているので、反応容器及び表面弾性波素子については同じ符号を使用して説明している

[0051] 自動分析装置 30は、図 18及び図 19に示すように、試薬テーブル 31, 32、反応ホィール 33、検体容器移送機構 37、測光系 42、洗浄機構 43、制御部 45及び攪拌装置 50を備えている。

[0052] 試薬テーブル 31, 32は、図 18に示すように、それぞれ周方向に配置される複数の試薬容器 31a, 32aを保持し、図示しない駆動手段に回転されて試薬容器 31a, 32a を周方向に搬送する。

[0053] 反応ホイール 33は、図 18に示すように、複数の反応容器 7が周方向に沿って配列され、図示しな!ヽ駆動手段によって正転或!ヽは逆転されて反応容器 7を搬送する。反応容器 7は、近傍に設けた試薬分注機構 35, 36によって試薬テーブル 31, 32の試薬容器 31a, 32aから試薬が分注される。ここで、試薬分注機構 35, 36は、それぞれ水平面内を矢印方向に回動するアーム 35a, 36aに試薬を分注するプローブ 35b , 36b力設けられ、洗浄水によってプローブ 35b, 36bを洗浄する洗浄手段を有している。

[0054] 反応容器 7は、図 19に示すように、側壁 7aに取り付けられる表面弾性波素子 25と共に攪拌装置 50を構成して、る。

[0055] 検体容器移送機構 37は、図 18に示すように、フィーダ 38に配列した複数のラック 3 9を矢印方向に沿って 1つずつ移送する移送手段であり、ラック 39を歩進させながら移送する。ラック 39は、検体を収容した複数の検体容器 39aを保持している。ここで、検体容器 39aは、検体容器移送機構 37によって移送されるラック 39の歩進が停止するごとに、水平方向に回動する駆動アーム 41aとプローブ 41bとを有する検体分注機構 41によって検体が各反応容器 7へ分注される。このため、検体分注機構 41は、洗浄水によってプローブ 41bを洗浄する洗浄手段を有している。

[0056] 測光系 42は、試薬と検体とが反応した反応容器 7内の液体を分析するための分析光（340〜800nm)を出射するもので、図 18に示すように、発光部 42a,分光部 42b 及び受光部 42cを有している。発光部 42aから出射された分析光は、反応容器 7内の液体を透過し、分光部 42bと対向する位置に設けた受光部 42cによって受光される。受光部 42cは、制御部 45と接続されている。

[0057] 洗浄機構 43は、ノズル 43aによって反応容器 7内の液体を吸引して排出した後、ノズル 43aによって洗剤や洗浄水等の洗浄液等を繰り返し注入し、吸引することにより、測光系 42による分析が終了した反応容器 7を洗浄する。

[0058] 制御部 45は、自動分析装置 30の各部の作動を制御すると共に、発光部 42aの出射光量と受光部 42cが受光した光量に基づく反応容器 7内の液体の吸光度に基づいて検体の成分濃度等を分析し、例えば、マイクロコンピュータ等が使用される。制御部 45は、図 18及び図 19に示すように、キーボード等の入力部 46及びディスプレィパネル等の表示部 47と接続されて、る。

[0059] 攪拌装置 50は、表面弾性波素子 25を駆動して発生する音波によって反応容器 7 に保持された液体を攪拌するもので、反応容器 7の他に、図 18及び図 19に示すように、送電体 51と表面弾性波素子 25とを有している。送電体 51は、反応ホイール 33 外周の互いに対向する位置に反応容器 7と水平方向に対向させて配置され、数 MH z〜数百 MHz程度の高周波交流電源力供給される電力を表面弾性波素子 25に送電する。送電体 51は、駆動回路とコントローラとを備えており、図 20に示すように、アーム部材 57が設けられている。アーム部材 57は、先端に表面弾性波素子 25が取り付けられている。このとき、送電体 51は、図 18に示すように、配置決定部材 52に支持されており、反応ホイール 33の回転が停止したときに表面弾性波素子 25に電力を送電する。

[0060] 配置決定部材 52は、制御部 45によって作動が制御され、送電体 51から表面弾性波素子 25に電力を送電する送電時に、送電体 51を移動させて送電体 51と反応容器 7との反応ホイール 33の周方向並びに半径方向における相対配置を調整するもので、例えば、 2軸ステージが使用される。具体的には、配置決定部材 52は、反応ホィール 33が回転し、送電体 51から表面弾性波素子 25に電力を送電していない非送電時は、作動が停止されて、送電体 51と反応容器 7とを一定の距離に保持している。そして、配置決定部材 52は、反応ホイール 33が停止し、送電体 51から表面弾性波素子 25に電力を送電する送電時には、制御部 45の制御の下に作動して送電体 5 1を移動させ、送電体 51と反応容器 7とが対向するように反応ホイール 33の周方向に沿った位置を調整すると共に、反応ホイール 33の半径方向に沿った位置送電体 5 1と反応容器 7との相対配置を決定する。

[0061] 一方、送電体 51と反応容器 7との相対配置は、例えば、送電体 51側に反射センサを設け、反応容器 7或いは表面弾性波素子 25の特定個所に設けた反射体力ゝらの反射を利用する等によって検出する。このとき、検出した相対配置のデータは制御部 4 5に入力しておく。

[0062] アーム部材 57は、図 20に示すように、支持筒 27aに駆動アーム 27bが出没自在に支持されている。駆動アーム 27bは、図 21に示すように、内部に設けた支持部材 27 cに RF送信アンテナ 21aが取り付けられている。ここで、表面弾性波素子 25は、図 2 1に示すように、アーム部材 57の先端に振動子 25bを外側に向け、アンテナ 25dを内側に向けて取り付けられて、る。

[0063] 以上のように構成される自動分析装置 30は、制御部 45の制御の下に作動し、回転する反応ホイール 33によって周方向に沿って搬送されてくる複数の反応容器 7に試薬分注機構 35, 36が試薬容器 31a, 32aから試薬を順次分注する。試薬が分注された反応容器 7は、検体分注機構 41によってラック 39に保持された複数の検体容器 39aから検体が順次分注される。そして、試薬と検体が分注された反応容器 7は、反応ホイール 33が停止する都度、攪拌装置 50によって順次攪拌されて試薬と検体とが反応し、反応ホイール 33が再び回転したときに測光系 42を通過する。このとき、反応容器 7内の液体は、受光部 42cで測光され、制御部 45によって成分濃度等が分析される。そして、分析が終了した反応容器 7は、洗浄機構 43によって洗浄された後、再度検体の分析に使用される。

[0064] このとき、攪拌装置 50は、表面弾性波素子 25による液体の攪拌に際し、制御部 45 による制御の下、図 21に示すように、音響整合液分注機構が有するノズル 59から表面弾性波素子 25に音響整合液 Lmを吐出する。次に、攪拌装置 50は、制御部 45の制御の下、駆動アーム 57bを繰り出し、図 22に示すように、駆動アーム 57b先端の表面弾性波素子 25を反応容器 7の側壁 7aに当接させる。

[0065] これにより、攪拌装置 50は、表面弾性波素子 25と側壁 7aとの間に配置される音響整合液 Lmの薄、膜を介して、表面弾性波素子 25の振動子 25bが発生する音波 (表面弾性波）が、反応容器 7の側壁 7aから液体 L中に漏れ出す。この結果、反応容器 7 は、漏れ出した音波（表面弾性波）によって液体 Lの内部に、振動子 25bの斜め上方向に向力流れ Feeと、振動子 25bの斜め下方向に向力流れ Fewが生じ、液体しが攪拌される。

[0066] このとき、攪拌装置 50は、振動子 25を側壁 7aに向けて表面弾性波素子 25が音響整合液 Lmを介して側壁 7aに接触し、音波 (表面弾性波）が液体 Lに照射されるまでの伝搬経路が短いので、音波の減衰を抑えて液体の攪拌効率を向上させることができる等、実施の形態 1の攪拌装置 20と同様の効果を奏することができる。また、表面弾性波素子 25は、振動子 25bとして櫛歯状電極 (IDT)を使用し、無線によって電力が供給されるため、構造が簡単で、小型なことから、送電体 51も簡単な構成になって小型化でき、攪拌装置 50、従って自動分析装置 30を小型化することができる。そして、液体 Lの攪拌が終了すると、攪拌装置 50は、制御部 45による制御の下、駆動ァーム 57bを引き戻し、表面弾性波素子 25と側壁 7aとの当接を解除する。

産業上の利用可能性

以上のように、本発明の攪拌装置は、音波の伝搬経路が短ぐ音波の減衰が抑制されるので、液体の攪拌効率を向上させるのに有用であり、特に、血液や尿等の生体試料を分析する分析装置で使用するのに適している。

Claims

請求の範囲

[1] 攪拌対象の液体を保持する容器と、

前記液体へ音波を照射すると共に、当該音波によって液体を攪拌する音波発生手段と、

を備えた攪拌装置であって、

前記音波発生手段は、

前記容器に接触する接触面を有する圧電基板と、

前記圧電基板上に形成され、前記液体を攪拌する音波を発生する発音部と、前記圧電基板上の前記接触面以外の部分に形成され、外部から供給される前記発音部の駆動電力を無線で受電する受電部と、

を有することを特徴とする攪拌装置。

[2] 前記受電部は、前記接触面に対向する前記圧電基板上の面に前記発音部と共に形成されて!ヽることを特徴とする請求項 1に記載の攪拌装置。

[3] 前記受電部は、前記圧電基板の外周に形成されてヽることを特徴とする請求項 1に記載の攪拌装置。

[4] 前記発音部は、前記接触面に形成され、

前記受電部は、前記接触面に対向する前記圧電基板上の面に形成されていることを特徴とする請求項 1に記載の攪拌装置。

[5] 前記受電部は、受信アンテナであることを特徴とする請求項 1に記載の攪拌装置。

[6] 前記発音部は、櫛歯状電極であることを特徴とする請求項 1に記載の攪拌装置。

[7] 前記音波は、表面弾性波又はバルタ波であることを特徴とする請求項 1に記載の攪拌装置。

[8] 前記音波発生手段は、前記容器に固定されていることを特徴とする請求項 1に記載の攪拌装置。

[9] 前記音波発生手段は、前記液体を攪拌する際に前記容器の外側に接触することを特徴とする請求項 1に記載の攪拌装置。

[10] 複数の異なる液体を攪拌して反応させ、反応液の光学的特性を測定して前記反応液を分析する分析装置であって、請求項 1〜7のいずれか一つに記載の攪拌装置を用いて検体と試薬との反応液を光学的に分析することを特徴とする分析装置。