JP2009236504A - 分析装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】開閉蓋の開閉動作に伴って光学測定手段の光軸のずれが無く、測定精度の向上が期待できる分析装置を提供することを目的とする。
【解決手段】ターンテーブル(101)にセットされた分析用デバイス(1)に設けられている測定セル(121)を横切るように分析装置本体(100)に取り付けられた光学測定手段(109)と、光学測定手段(109)の読み取り結果に基づいて特定成分を検出する演算部(110)とを設け、光学測定手段(109)を、開閉蓋(103)の支持軸(114)とターンテーブル(101)の中心との間の範囲に配置したことを特徴とする。
【選択図】図1
【解決手段】ターンテーブル(101)にセットされた分析用デバイス(1)に設けられている測定セル(121)を横切るように分析装置本体(100)に取り付けられた光学測定手段(109)と、光学測定手段(109)の読み取り結果に基づいて特定成分を検出する演算部(110)とを設け、光学測定手段(109)を、開閉蓋(103)の支持軸(114)とターンテーブル(101)の中心との間の範囲に配置したことを特徴とする。
【選択図】図1
Description
本発明は、生物などから採取した液体の分析に使用する分析用デバイスなどがセットされる分析装置に関する。
従来、生物などから採取した液体を分析する方法として、液体流路を形成した分析用デバイスを用いて分析する方法が知られている。分析用デバイスは、回転装置を使って流体の制御をすることが可能であり、遠心力を利用して、試料液の希釈、溶液の計量、固体成分の分離、分離された流体の移送分配、溶液と試薬の混合等を行うことができるため、種々の生物化学的な分析を行うことが可能である。
遠心力を利用して溶液を移送する分析用デバイスは特許文献1などに記載されている。
分析用デバイスが着脱自在にセットされ、セットされた分析用デバイスを回転駆動する分析装置として、図9〜図12の構成を考えることができる。
分析用デバイスが着脱自在にセットされ、セットされた分析用デバイスを回転駆動する分析装置として、図9〜図12の構成を考えることができる。
これは図9に示すように、開閉蓋103を閉じた状態で分析用デバイス1をクランパ116とで挟持し、ターンテーブル101を回動させて前記試料液を分析用デバイス1の内部で移送して分析、または遠心分離する。開閉蓋103は支持軸114の回りに回動して開閉できる。図10と図11は開閉蓋103を開いた状態を示している。8はターンテーブル101の回転中の軸心を示している。
ここでは分析装置本体100に発光部112が取り付けられ、開閉蓋103に受光部113が取り付けられており、図9と図12に示すように分析状態では、発光部112から出斜されて分析用デバイス1の測定セルを通過した光を受光部113で検出するように構成されている。106は回転テーブル101を回転駆動する回転駆動手段、108は制御手段で、ターンテーブル101の回転速度や回転方向、および発光部112と受光部113とで構成される光学測定手段109の測定タイミングなどを制御している。受光部113で検出された信号は演算部110で処理して測定結果が表示部111によって表示される。
特表平7−500910号公報(図1)
しかし、光学測定手段109の受光部113を開閉蓋103の側に設けた構成では、開閉蓋103の開閉動作に伴って光学測定手段109の光軸がずれた場合には測定精度が低下する問題がある。
本発明は、開閉蓋103の開閉動作に伴って光学測定手段109の光軸のずれが無く、測定精度の向上が期待できる分析装置を提供することを目的とする。
本発明の請求項1記載の分析装置は、試料液をセットした分析用デバイスをターンテーブルにセットし、前記ターンテーブルを回動させて前記試料液を分析用デバイス内で移送して分析する分析装置であって、一端を支持軸として回動して分析装置本体に取り付けられ前記ターンテーブルが露出する開放位置と前記ターンテーブルにセットされた分析用デバイスを覆う閉鎖位置とに動く開閉蓋と、受光部と発光部から成り前記ターンテーブルにセットされた分析用デバイスに設けられている測定セルを横切るように前記分析装置本体に取り付けられた光学測定手段と、前記光学測定手段の読み取り結果に基づいて特定成分を検出する演算部とを設け、前記光学測定手段を、前記開閉蓋の前記支持軸と前記ターンテーブルの中心との間の範囲に配置したことを特徴とする。
本発明の請求項2記載の分析装置は、請求項1において、前記光学測定手段を、セットされた前記分析用デバイスの内周位置の測定セルと外周位置の測定セルとに対応して取り付けるとともに、前記開閉蓋の前記支持軸と前記ターンテーブルの中心とを最短で結ぶ中心線に対して、内周位置の測定セルに対応して取り付けた前記光学測定手段を、外周位置の測定セルに対応して取り付けた前記光学測定手段よりも近づけて配置したことを特徴とする。
本発明の請求項3記載の分析装置は、請求項1において、前記光学測定手段を、セットされた前記分析用デバイスの内周位置の測定セルと外周位置の測定セルとに対応して取り付けるとともに、内周位置の測定セルに対応して取り付けた前記光学測定手段と、外周位置の測定セルに対応して取り付けた前記光学測定手段とを、前記ターンテーブルの回転方向に交互に配置したことを特徴とする。
本発明の請求項4記載の分析装置は、請求項1において、分析用デバイスの位相を読み取るフォトリフレクタを前記受光部の受光エリアから外れた位置に配置したことを特徴とする。
本発明の請求項5記載の分析装置は、請求項1において、非接触式の温度センサを分析デバイスの表面温度検出可能な位置で、かつ開閉蓋の開閉側端面と前記ターンテーブルの間となる位置に配置したことを特徴とする。
この構成によれば、分析装置本体の側に光学測定手段を設け、ターンテーブルにセットした分析用デバイスの一部が光学測定手段の発光部と受光部との間に介在するように構成したため、開閉蓋の開閉に伴って光学測定手段の光軸のずれが発生しないので、長期間にわたって安定した分析精度を維持できる。
本発明の実施の形態を図1〜図8に基づいて説明する。
なお、図9〜図12と同じ構成には同一の符号を付けて説明する。
(実施の形態1)
図1と図2は開閉蓋103を開放位置にして分析用デバイス1をターンテーブル101にセットする際の状態を示している。
なお、図9〜図12と同じ構成には同一の符号を付けて説明する。
(実施の形態1)
図1と図2は開閉蓋103を開放位置にして分析用デバイス1をターンテーブル101にセットする際の状態を示している。
開閉蓋103の一端は支持軸114によって分析装置本体100に回動自在に支持されている。光学測定手段109は、発光部112と受光部113とを対向配置して一般的なフォトインタラプタに見られるように一体化して構成したものである。この光学測定手段109を支持軸114とターンテーブル101の軸心8との間の分析装置本体100に取り付けている。発光部112は、受光部113と比較して高さが有り、また、分析用デバイス1との位置関係を最適化するために分析用デバイス1との間にスペースが必要であるため、開閉蓋103の操作性の考慮し、発光部112を分析用デバイス1の底面側に、受光部113を分析用デバイス1の天面側に配置している。
分析用デバイス1は、試料液飛散防止用の保護キャップ2と、微細な凹凸形状を表面に有するマイクロチャネル構造が形成されたベース基板3と、ベース基板3の表面を覆うカバー基板4などの部品で構成されている。ベース基板3とカバー基板4は接合され、この接合された状態のものに保護キャップ2が取り付けられている。
ベース基板3の上面に形成されている数個の凹部の開口をカバー基板4で覆うことによって、複数の収容エリアとその収容エリアの間を接続する流路などが形成されている。収容エリアのうちの必要なものには各種の分析に必要な試薬が予め担持されている。
分析装置は、分析用デバイス1を透過した光を測定する光学的測定方法によって試料液の分析を行うため、ベース基板3およびカバー基板4の材料としては、PC、PMMA、AS、MSなどの透明性が高い樹脂が望ましい。
ベース基板3とカバー基板4との接合は、前記収容エリアに担持された試薬の反応活性に影響を与えにくい方法が望ましく、接合時に反応性のガスや溶剤が出にくい超音波溶着やレーザー溶着などが望ましい。
図3は分析用デバイス1をターンテーブル101にセットして開閉蓋103を閉じた状態を示している。分析用デバイス1は、軸心8を中心に回転するターンテーブル101の上に、ベース基板3とカバー基板4のうちのカバー基板4の側を下にしてセットされるとともに、セットされた分析用デバイス1の一部が、発光部112と受光部113との間に介在している。121は測定セルを示している。
開閉蓋103には、保持板115を介してクランパ116が保持されている。また、開閉蓋103には、クランパ116を押圧する付勢手段としての板バネ117が設けられており、ターンテーブル101に分析用デバイス1をセットした後に、ターンテーブル101の回転させる前に分析装置の開閉蓋103を図3に示すように閉じると、ターンテーブル101の回転の軸心8の軸上で板バネ117がクランパ116に接触して、板バネ117の付勢力によってクランパ116がターンテーブル101の側に押し出されて、クランパ116とターンテーブル101とで分析用デバイス1を挟持して、分析用デバイス1と一体にターンテーブル101が高速回転する。
この実施の形態の回転駆動手段106は、ターンテーブル101を介して分析用デバイス1を軸心8の回りに任意の方向に所定の回転速度で回転させるだけではなく、所定の停止位置で軸心8を中心に所定の振幅範囲、周期で左右に往復運動をさせて分析用デバイス1を揺動させることができるように構成されている。ここでは回転駆動手段106としてモータ104を使用してターンテーブル101を軸心8の回りに回転させている。
なお、ここでは分析用デバイス1の回転動作と揺動動作を1つの回転駆動手段106で行う構成としているが、回転駆動手段106の負荷を軽減させるために、揺動動作用の駆動手段を別に設けてもかまわない。具体的には、ターンテーブル101の上にセットした分析用デバイス1に対して、モータ104とは別に用意したバイブレーションモータなどの加振手段を、直接または間接的に接触させることによって分析用デバイス1を揺動させて分析用デバイス1内の溶液に慣性力を付与する。
このように発光部112と受光部113を、分析装置本体100の側に設け、ターンテーブル101にセットした分析用デバイス1の一部が発光部112と受光部113との間に介在するように構成したため、開閉蓋103の開閉に伴って光学測定手段109の光軸のずれが発生しないので、演算部110と表示部111を介して長期間にわたって安定した分析精度を維持することができる。
図4(a)(b)(c)は測定セルが分析用デバイス1の単一の円周上だけでなく、異なる円周上に測定セルが設けられている場合の具体例を示している。
109a,109bは分析用デバイス1における内周位置の測定セルに対応して取り付けた第1,第2の光学測定手段、109c,109dは分析用デバイス1における外周位置の測定セルに対応して取り付けた第3,第4の光学測定手段である。
109a,109bは分析用デバイス1における内周位置の測定セルに対応して取り付けた第1,第2の光学測定手段、109c,109dは分析用デバイス1における外周位置の測定セルに対応して取り付けた第3,第4の光学測定手段である。
図4(a)では、開閉蓋103の支持軸114とターンテーブル101の軸心8とを最短で結ぶ中心線119に対して、第1,第2の光学測定手段109a,109bを、第3,第4の光学測定手段109c,109dよりも近づけて配置している。
図4(b)では、中心線119に対して、第3,第4の光学測定手段109c,109dを、第1,第2の光学測定手段109a,109bよりも近づけて配置している。
この図4(a)(b)を比べて分かるように、ターンテーブル101の軸心8と第1〜第4の光学測定手段109a〜109dのパッケージ先端との距離:L1,L2は、
L1 > L2
で、図4(a)の配置の方が、第1〜第4の光学測定手段109a〜109dの外装のライン120を、開閉蓋103によって開放された開口面の奥側、つまり、ターンテーブル101の軸心8から見て開閉蓋103の支持軸114に近づけることができ、分析用デバイス1をターンテーブル101にセットする場合の操作性は、図4(a)の配置を採用した方が図4(b)の配置の場合よりも良好である。
この図4(a)(b)を比べて分かるように、ターンテーブル101の軸心8と第1〜第4の光学測定手段109a〜109dのパッケージ先端との距離:L1,L2は、
L1 > L2
で、図4(a)の配置の方が、第1〜第4の光学測定手段109a〜109dの外装のライン120を、開閉蓋103によって開放された開口面の奥側、つまり、ターンテーブル101の軸心8から見て開閉蓋103の支持軸114に近づけることができ、分析用デバイス1をターンテーブル101にセットする場合の操作性は、図4(a)の配置を採用した方が図4(b)の配置の場合よりも良好である。
図4(c)では、第1〜第4の光学測定手段109a〜109dを、ターンテーブル101の回転方向に対して、第3の光学測定手段109c,第1の光学測定手段109a,第4の光学測定手段109d,第2の光学測定手段109bと交互に配置されている。この場合、ターンテーブル101の軸心8と第1〜第4の光学測定手段109a〜109dとの距離:L3は
L3 > L1 > L2
で、図4(c)の配置を採用した方が図4(a)の配置の場合よりも操作性が更に良好である。
L3 > L1 > L2
で、図4(c)の配置を採用した方が図4(a)の配置の場合よりも操作性が更に良好である。
なお、上記の実施の形態では光学測定手段109の発光部112と受光部113を一部品としたものを光学測定手段109,109a〜109dとして説明したが、この光学測定手段109,109a〜109dは、発光部112と受光部113を分析装置本体100に別々に組み付けて構成した場合も含まれている。
(実施の形態2)
図5と図6は本発明の(実施の形態2)を示す。
実施の形態2では、図5に示すように分析用デバイス1の位相を読み取るフォトリフレクタ118を受光部113の受光エリア122から外れた位置に追加している。その他の構成は実施の形態1と同じである。
図5と図6は本発明の(実施の形態2)を示す。
実施の形態2では、図5に示すように分析用デバイス1の位相を読み取るフォトリフレクタ118を受光部113の受光エリア122から外れた位置に追加している。その他の構成は実施の形態1と同じである。
実施の形態2の構成において、分析用デバイス1の上に位相読み取り用のマークを設けたり、保護キャップ2に低反射の材料を用いたりすることで反射率に差が出るようにし、その反射率の差をフォトリフレクタ118で検出することで光学測定手段109に対して分析用デバイス1がどの位置にあるかを読み取っている。
これにより、演算部110の演算処理の簡易化や発光部112の発光時間の最適化を行うことができ、測定回数に対する発光部112の寿命を延ばすことができる。発光部112とフォトリフレクタ118との位置が近いとフォトリフレクタ118からの発光が受光部113に届きノイズとなるため、分析精度に影響を与えてしまう。
そこで図6に示すように、受光部113の受光エリア122からフォトリフレクタ118の位置を外すことで、分析精度への影響を排除している。123a,123bはアパーチャーで、発光部112と分析用デバイス1の間にあるアパーチャー123aは、受光部113へ入射してくる光を制限するために用いている。また、フォトリフレクタ118を開閉蓋103の側ではなく、固定側(分析用デバイス1の底面側)に配置することで開閉蓋103の開閉に伴うフォトリフレクタ118の位置ずれを回避し、位置精度を確保できる。
(実施の形態3)
図7と図8は本発明の(実施の形態3)を示す。
この実施の形態3では図7に示すように、非接触式の温度センサ124を分析用デバイス1の表面温度検出可能な位置で、かつ開閉蓋103の開閉側端面とターンテーブル101の間となる位置に追加している。その他の構成は実施の形態1と同じである。ここで、開閉蓋103の開閉側端面とは、開閉蓋103の開閉を支持している支持軸114の側を開閉蓋103によって開閉されるエリアの奥側とした場合に、開閉蓋103によって開閉されるエリアの手前側を意味しており、温度センサ124は、開閉蓋103によって開閉されるエリアの手前側で、ターンテーブル101の中心を通る線125との間に設けられている。
図7と図8は本発明の(実施の形態3)を示す。
この実施の形態3では図7に示すように、非接触式の温度センサ124を分析用デバイス1の表面温度検出可能な位置で、かつ開閉蓋103の開閉側端面とターンテーブル101の間となる位置に追加している。その他の構成は実施の形態1と同じである。ここで、開閉蓋103の開閉側端面とは、開閉蓋103の開閉を支持している支持軸114の側を開閉蓋103によって開閉されるエリアの奥側とした場合に、開閉蓋103によって開閉されるエリアの手前側を意味しており、温度センサ124は、開閉蓋103によって開閉されるエリアの手前側で、ターンテーブル101の中心を通る線125との間に設けられている。
非接触式の温度センサを用いて分析用デバイス1の表面温度を検出することで、溶液と試薬の反応に際し、反応時間の予測や分析結果の補正等に用いることができる。
また、溶液と酵素系試薬の反応を行う分析用デバイス1においては、図示しないヒータ等を用い温度制御を行った際の分析用デバイス1の表面温度確認に利用できる。
また、溶液と酵素系試薬の反応を行う分析用デバイス1においては、図示しないヒータ等を用い温度制御を行った際の分析用デバイス1の表面温度確認に利用できる。
非接触式の温度センサを開閉蓋の開閉側端面とターンテーブル101の間となる位置に配置することで、光学測定手段109の配置を妨げないので、分析用デバイス1をターンテーブル101にセットする場合の操作性が良好である。
また、非接触式の温度センサの温度検出範囲は一定の広がり角を持っているため、固定位置の位置精度が確保されないと検出範囲が分析用デバイス1を外れ温度検出精度が確保されない可能性がある。そのため、開閉蓋103にではなく、分析装置本体100に温度センサ124を取り付けている。
なお、温度センサ124は、一般的には赤外線の量から物体の温度を測定する方式のセンサで、焦電型赤外線センサと熱型赤外線センサなどあるが、分析用デバイス1の温度検出には精度が必要であり、熱型赤外線センサが望ましい。
また、図8に示すように、非接触温度センサ124と実施の形態2に記載のフォトリフレクタ118を同時に搭載してもよい。
本発明は、生物などから採取した液体の成分分析に使用する分析用デバイスの移送制御手段として有用である。
1 分析用デバイス
2 保護キャップ
3 ベース基板
4 カバー基板
8 ターンテーブルの軸心
100 分析装置本体
101 ターンテーブル
103 開閉蓋
104 モータ
106 回転駆動手段
108 制御手段
109 光学測定手段
109a,109b 第1,第2の光学測定手段
109c,109d 第3,第4の光学測定手段
110 演算部
111 表示部
112 発光部
113 受光部
114 支持軸
115 保持板
116 クランパ
117 板バネ
118 フォトリフレクタ
119 支持軸114と軸心8とを最短で結ぶ中心線
120 外装のライン
121 測定セル
122 受光部の受光エリア
123a,123b アパーチャー
124 温度センサ
125 ターンテーブルの中心を通る線
2 保護キャップ
3 ベース基板
4 カバー基板
8 ターンテーブルの軸心
100 分析装置本体
101 ターンテーブル
103 開閉蓋
104 モータ
106 回転駆動手段
108 制御手段
109 光学測定手段
109a,109b 第1,第2の光学測定手段
109c,109d 第3,第4の光学測定手段
110 演算部
111 表示部
112 発光部
113 受光部
114 支持軸
115 保持板
116 クランパ
117 板バネ
118 フォトリフレクタ
119 支持軸114と軸心8とを最短で結ぶ中心線
120 外装のライン
121 測定セル
122 受光部の受光エリア
123a,123b アパーチャー
124 温度センサ
125 ターンテーブルの中心を通る線
Claims (5)
- 試料液をセットした分析用デバイスをターンテーブルにセットし、前記ターンテーブルを回動させて前記試料液を分析用デバイス内で移送して分析する分析装置であって、
一端を支持軸として回動して分析装置本体に取り付けられ前記ターンテーブルが露出する開放位置と前記ターンテーブルにセットされた分析用デバイスを覆う閉鎖位置とに動く開閉蓋と、
受光部と発光部から成り前記ターンテーブルにセットされた分析用デバイスに設けられている測定セルを横切るように前記分析装置本体に取り付けられた光学測定手段と、
前記光学測定手段の読み取り結果に基づいて特定成分を検出する演算部と
を設け、前記光学測定手段を、前記開閉蓋の前記支持軸と前記ターンテーブルの中心との間の範囲に配置した
分析装置。 - 前記光学測定手段を、セットされた前記分析用デバイスの内周位置の測定セルと外周位置の測定セルとに対応して取り付けるとともに、
前記開閉蓋の前記支持軸と前記ターンテーブルの中心とを最短で結ぶ中心線に対して、内周位置の測定セルに対応して取り付けた前記光学測定手段を、外周位置の測定セルに対応して取り付けた前記光学測定手段よりも近づけて配置した
請求項1記載の分析装置。 - 前記光学測定手段を、セットされた前記分析用デバイスの内周位置の測定セルと外周位置の測定セルとに対応して取り付けるとともに、
内周位置の測定セルに対応して取り付けた前記光学測定手段と、外周位置の測定セルに対応して取り付けた前記光学測定手段とを、前記ターンテーブルの回転方向に交互に配置した
請求項1記載の分析装置。 - 分析用デバイスの位相を読み取るフォトリフレクタを前記受光部の受光エリアから外れた位置に配置した
請求項1記載の分析装置。 - 非接触式の温度センサを分析デバイスの表面温度検出可能な位置で、かつ開閉蓋の開閉側端面と前記ターンテーブルの間となる位置に配置した
請求項1記載の分析装置。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008079414A JP2009236504A (ja) | 2008-03-26 | 2008-03-26 | 分析装置 |
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JP (1) | JP2009236504A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015118043A (ja) * | 2013-12-19 | 2015-06-25 | ブラザー工業株式会社 | 検査装置 |
JP2016053483A (ja) * | 2014-09-02 | 2016-04-14 | 株式会社堀場製作所 | 光学分析装置 |
JP2019144271A (ja) * | 2019-05-14 | 2019-08-29 | 株式会社堀場製作所 | 光学分析装置 |
-
2008
- 2008-03-26 JP JP2008079414A patent/JP2009236504A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2015118043A (ja) * | 2013-12-19 | 2015-06-25 | ブラザー工業株式会社 | 検査装置 |
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