JP2723922B2 - 空気恒温槽を備えた自動分析装置 - Google Patents

空気恒温槽を備えた自動分析装置

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、自動分析装置に係り、特に反応容器の列を
空気で恒温化する機能を備えた自動分析装置に関する。
〔従来の技術〕
血液などの生体試料を分析測定するには、試料と試薬
を反応させた反応液を光度計で測定するのが一般的であ
る。特に各試料について多数の分析項目を測定する場合
には、分析項目毎に測光セルを兼ねた反応容器内で反応
液を生じさせるデイスクリートタイプの自動分析装置を
用いることが多い。
生体試料は37℃付近の一定温度の条件下で反応させる
必要がある。このために従来の自動分析装置では、例え
ば特開昭56−168553号に記載のように恒温槽として恒温
水浴槽を用い、その恒温水に反応容器の列を浸す方法が
採用されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
恒温槽として恒温水浴槽を用いた場合には、恒温水を
作る恒温水供給部と浴槽の間で恒温水を循環させる構成
にするため、大きなスペースを必要とし、必然的に分析
装置全体が大形とならざるを得なかつた。
自動分析装置を卓上形にしようとした場合、恒温水浴
槽に代えて空気恒温槽を採用するのが得策である。しか
しながら、空気は水に比べて熱容量が小さいために、空
気恒温槽内にヒートブロツクを配置しただけでは、反応
容器に次々と採取される液を37℃まで昇温するのに長時
間(例えば30分)を要し、結局全体の分析時間が長くな
つてしまうという問題がある。
本発明の目的は、空気恒温槽を用いても反応容器内に
採取された液を小型の予備昇温装置を用いて短時間で所
定温度まで昇温でき、その後一定温度に維持できる自動
分析装置を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、反応容器の列を環状路内で回転移送する反
応テーブルと、その反応容器列の反応容器に液体を分注
する分注装置と、反応テーブル上の反応容器を測光する
測光装置と、反応容器列を所定温度に保つ空気恒温槽を
備えた自動分析装置において、上記環状路の内壁に配置
されたヒートブロックと、上記反応容器列上の液体受入
位置と測光位置との間であって該液体受入位置の近くに
配設した予備昇温装置とを具備し、その予備昇温装置に
は反応容器列の進行方向に対し実質的に垂直な方向から
上記予備昇温装置内の反応容器の液体収容部分に吹き付
けた恒温空気を循環せしめる空気循環路を形成し、該空
気循環路の壁に外気導入用の開閉蓋を設け、予備昇温装
置を出て測光位置の方へ移送される反応容器をヒートブ
ロックにより所定温度に維持するように構成したことを
特徴とする。
〔作用〕
本発明では、反応容器列が入れられる環状の部屋の内
壁にヒートブロツクが配置される。ヒートブロツクを反
応容器列に沿つてその周囲に配置し、そのヒートブロツ
クをシート状のヒータ等で加熱することにより、容器恒
温槽全体を一定温度例えば37℃に維持することができ
る。反応容器列上の液体受入位置で新しく試薬液が特定
の反応容器に入れらると、この試薬液の温度が例えば20
℃であるとすると、試料と試薬の混合液の温度も低くな
るから短時間で37℃まで昇温させる。予備昇温装置は、
液体受入位置の近くに配置されており、受入らられた液
を早い内に昇温するよう配慮されている。
予備昇温装置はヒータと送風器を有しており、一定温
度(37℃)に温度制御された空気が液体を受入れた反応
容器に向けて吹き付けられる。これにより反応容器には
能率的に熱が供給されることになるから、反応容器内の
液は反応容器壁の熱伝導によつて比較的短時間で一定温
度まで昇温される。
〔実施例〕
以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。第2
図に、本発明の一実施例の自動分析装置の全体概略構成
を示す。
試薬テーブル17は試薬容器18を試薬保冷庫19内に保持
している。試料テーブル16は試薬テーブル17の上に嵌合
して取付けてあるが、試薬保冷庫19外にある。試料テー
ブル16には試料容器20が円周上に2列配列しており、試
薬テーブル17と同一駆動軸で駆動される。一方反応デイ
スク機構は、反応テーブル65と反応恒温槽21及び反応容
器22から構成されている。又、反応容器22内の反応液を
吸引し、洗浄液を吐出洗浄する洗浄機構23を備えてい
る。反応液の吸引は、ペリスタポンプ24によつて行わ
れ、洗浄液の吐出は洗浄シリンジ25で行われる。
試薬容器18内の試薬および試料容器20内の試料を吸引
して反応容器列上の吐出位置60まで移送し吐出する分注
機構15が、前述の試料/試薬デイスク機構と反応デイス
ク機構の間に配設されている。この吸引吐出動作は分注
シリンジ26によつて行われ、分注機構15のアーム先端に
取付けたプローブに配管接続されている。分注機構15の
手前でプローブの回転軌道上にはプローブ洗浄槽27を配
設し、又反応容器22の回転軌道上には、反応液を蛍光測
光するための蛍光光度計28が反応恒温槽21内に配置して
ある。
分注機構15によつて試薬が吐出される位置60から時計
方向に回転され蛍光光度計28で測定するまでの間に第1
図に示す予備昇温装置が配置されており、低温の試薬を
37℃まで昇温させる。この予備昇温装置は強制循環プリ
ヒート機能を有し、プリヒートアンプ30にて温度制御さ
れる。プリンタ10,CTR11,操作パネル12,フロツピーデイ
スクドライブ(FDD)9および蛍光光度計28の出力信号
を処理するA/D変換器32はそれぞれインターフエイス33
を介してCPU34に接続され、制御される。
次に第2図における自動分析装置の動作を説明する。
試料としては、被検抗原を含む血清,血漿あるいは尿等
の生体液が用いられる。試薬としては、通常使用されて
いる試薬が用いられるが、特にウイルスの免疫反応等を
分析するときは、抗体をコーテイングした固相を含む試
薬液が用いられる。先ず多数の試料容器20を試料テーブ
ル16に保持しておき、試薬容器18を試薬保冷庫19で所定
温度に冷却保持する。試料テーブル16上の試料容器20か
ら分注機構15により所定量の試料をプローブで吸引し、
反応テーブル65上の指定位置60にある反応容器22に移送
し吐出する。吐出後分注機構15のプローブをプローブ洗
浄槽27で十分に洗浄し試料液のキヤリーオーバーによる
汚染を防ぐ。次に反応テーブル65を振動駆動装置により
数秒間振動させて反応液を攪拌し、その後反応容器列を
回転移送する。
この操作を順次繰り返すことにより、始めに試料を必
要数だけ反応容器22に移送分注する。この工程を第4図
の55に示す。次に試薬を試薬容器18から同様に分注機構
15で吸引し、吐出位置60上の反応容器22に移送分注す
る。分注サイクルにより試薬容器群の試薬系列の第1試
薬から順次移送分注する。この工程を第4図の56に示
す。このようにして反応テーブル65に指定した回転を行
わせ、試料と試薬とを反応容器22にバツチ分注する。
反応容器22は、反応空気恒温槽により所定温度、例え
ば37℃に保持される。試料と試薬の反応に関しては、特
に恒温化した槽での反応が安定化し高感度の測定を再現
よく行うことができる。
第3図に、予備昇温装置29を一部に備えた空気恒温槽
の断面図を示す。空気恒温槽21は、反応容器列のほぼ全
周囲に環状に形成した部屋を有している。この環状空気
恒温槽は、反応テーブル65の外周付近に構成され、その
下方に配設されている。空気恒温槽21の内部には反応容
器22の列が垂下され、その環状路は反応容器列の回転移
動を妨げない形状となつている。反応容器列の両側面部
および底部を囲むように上に開口した断面コ字状の金属
製ヒートブロツク35によつて、空気恒温槽全体が37℃に
保たれる。ヒートブロツク35の外周にはシートヒータが
配置され熱を供給する。
反応テーブル65に保持された反応容器22は、反応液を
収容している間中37℃に維持される。ヒートブロツク35
の外周面に貼付されたシートヒータ36の外周囲は断熱材
37で覆われ、その上にカバーが設けられる。反応テーブ
ル65は駆動ベース38で支えられた軸39に取付けた座金40
に固定され、該軸39の他端に取付けたプーリ41とパルス
モータ42に取付けたプーリ43とをタイミングベルト44で
接続し、パルスモータ42の回転力を反応テーブル65に伝
達する。又その回転角度位置は反応テーブル65と一体に
形成した検知板45とフオトインターラプタ46によつて制
御される。
第1図に、強制プレヒート機能を有する予備昇温装置
29の具体的構成を示す。この予備昇温装置29は、上方が
部分的に切欠かれて開口しており、その開口部49付近が
反応容器22の列の通路となつている。従つて、第2図に
示した液体受入位置60において液を受入れた反応容器は
間もなくこの開口部49に送られて強制的に昇温される。
開口部49以外は全体がケース48で囲まれており、その外
側が断熱材47で覆われている。
ケース48の内部には、小ケース50が配設されており、
このケース48の内壁と小ケース50の外壁との間の空間が
空気循環路を形成する。小ケース50内には外気と連通さ
れた外気導入孔70が開口されており、導入された外気は
空気恒温槽の温度制御用に使われる。図示しない駆動機
構によつて小ケース50に取付けられた蓋部材53を所定角
度開くことによつて予備昇温装置29の循環路内に外気が
流入され、温度制御範囲の下限に達すると蓋部材53は閉
じられる。循環路内には、セラミツクヒータの如きセル
フコントロール可能なヒータ51と、温度検知用サーミス
タ52と、温風循環用フアン54が配置されており、循環さ
れる空気を37℃の一定温度に制御するとともに、反応容
器22へ向けて37℃の空気を吹き付ける。
試薬として表面に抗体コーテイングした固相を含む試
薬液を試薬テーブルに設置し、反応容器22内にウイルス
等の抗原を含む試料液を入れ、続いて抗体コーテイング
した固相を含む試薬液を加え、第3図に示すパルスモー
タ42,プーリ43,タイミングベルト44,プーリ41及び駆動
軸39により構成された駆動装置を用い、パルスモータ42
の駆動信号を制御することによつて振動させて激しく攪
拌する。抗原と固相は互に接触し抗体の可変部分が抗原
と結合する。所定時間経過後に、洗浄機構23により固相
を洗浄し、高感度測定にとつてノイズ源となる未反応液
を洗浄機構23のノズルにより排出し、更に別のノズルに
より洗浄シリンジ25の動作で洗浄水を吐出して再洗浄す
る。この状態を第4図の工程57に示す。
固相を洗浄後酵素反応液である基質液を加え、直ちに
予備昇温装置29によつて37℃に制御した空気を基質分注
された反応容器22に吹付けて昇温し、5分以内に37℃に
恒温化する。この状態を第4図の工程58に示す。基質反
応5分経過後反応状態を蛍光光度計28によつて測定し試
料中の被検成分濃度を分析する。この状態を第4図の工
程59に示す。第4図のタイムチヤートの試薬分注工程56
は、反応に必要とする試薬の数によつて工程数の増減可
能にプログラミングしてある。
本実施例の自動分析装置は、高感度免疫測定によつて
後天性免疫不全症候群(AIDS)の診断装置としても使用
でき、試料中の抗原濃度10-6〜10-13Mol/を検知し、
高感度測定が可能である。従来の一般の生化学分析装置
では濃度10-6Mol/程度迄しか測定し得なかつたのに比
し、約106倍高感度に測定し得る。そのためにも、反応
液をいかにして早く所定の温度に昇温して高温化出来る
かが重要な条件となる。
第3図および第1図を参照して強制循環プリヒート機
能における空気流れについても少し詳細に説明する。フ
アン54で矢印方向に送風された空気はヒータ51に吹付け
られる。ヒータ51を通つて加温された温風はその温度を
サーミスタ52で検知され、常時所定温度37℃に制御する
ようにその信号は制御回路で処理されヒータ電圧として
フイードバツクされる。一方ヒータ51から出た温風は反
応容器22に吹付けられ内部の反応液が短時間で37℃に昇
温される。温度は更に循環し再びフアン54で吸引され
る。この時、温風が過度に加温された時、サーミスタ52
の検知信号により外気導入ふた53が開いて冷えた外気が
吸引され温度制御するように動作する。
第5図は、本実施例による反応容器内の液の温度状況
を示したものである。外気の気温が15℃のときに、バツ
フア液(35℃)と基質液(約20℃)を反応テーブル65上
の液受入れ位置65で分注した反応容器を予備昇温装置に
移送して昇温させた場合を示している。収容された液の
温度変化は、第5図の初期温度位置から図示のようにな
り、5分後の蛍光光度計により測光が可能となる。外気
温度が15℃〜32℃のときは、反応容器内の液温が第5図
の実線と破線の範囲内に入る。
上述した実施例によれば、空気恒温槽であるにもかか
わらず短時間で37℃まで昇温することが可能となり、従
来の水浴槽における不都合も改善することができる。す
なわち、従来水恒温槽で経験した水流路に発生するバク
テリヤによる汚れとそのメンテナンスの面倒さが全くな
くなり、反応容器交換時の水のこぼれ落ちも心配するこ
となく、操作が容易で信頼性の高い装置を提供できる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、液体を受け入れた反応容器を反応に
適した所定温度近くまで効率適に昇温させることを、反
応容器の測光の妨げにならないような小さなスペースで
実現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は第2図の実施例における予備昇温装置の概略構
成を説明するための図、第2図は本発明の一実施例の自
動分析装置の全体を示す概略構成図、第3図は第2図の
実施例における反応テーブルと空気恒温槽の配置を示す
説明図、第4図は分析工程のタイムチヤートを示す図、
第5図は反応容器内の液温の変化状態を示す図である。 21……空気恒温槽、22……反応容器、28……蛍光光度
計、29……予備昇温装置、35……ヒートブロツク、36…
…シートヒータ、48……ケース、49……開口部、50……
小ケース、51……ヒータ、54……フアン、65……反応テ
ーブル、70……外気導入孔。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】反応容器の列を環状路内で回転移送する反
    応テーブルと、上記反応容器列の反応容器に液体を分注
    する分注装置と、上記反応テーブル上の反応容器を測光
    する測光装置と、上記反応容器列を所定温度に保つ空気
    恒温槽を備えた自動分析装置において、上記環状路の内
    壁に配置されたヒートブロックと、上記反応容器列上の
    液体受入位置と測光位置との間であって該液体受入位置
    の近くに配設した予備昇温装置とを具備し、上記予備昇
    温装置には上記反応容器列の進行方向に対し実質的に垂
    直な方向から上記予備昇温装置内の反応容器の液体収容
    部分に吹き付けた恒温空気を循環せしめる空気循環路を
    形成し、該空気循環路の壁に外気導入用の開閉蓋を設
    け、上記予備昇温装置を出て上記測光位置の方へ移送さ
    れる反応容器を上記ヒートブロックにより所定温度に維
    持するように構成したことを特徴とする空気恒温槽を備
    えた自動分析装置。
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